靶向肿瘤微环境中TAM的逐级响应性递送系统的构建及其抗肿瘤研究

Tumor associated macrophage(TAM) largely discovered within the tumor micro-environment is mainly M2 type macrophage,and which facilitates the development and migration of tumor cells. To inhibit the tumor growth, there are two solutions, eliminating TAMs or reversing the M2 type to the M1 type. However, both the normal macrophage and the TAMs highly express mannose receptors, causing selectivity problems. Considering the hypoxia phenomenon within the tumor micro-environment, we decide to connect polyethylene glycol with mannan by azobenzene, a hypoxia responsive linker. This novel carrier will achieve its function by delivering miRNA155 which has the ability to reverse M2 type TAM, and docetaxel which can eliminate TAMs to the target place. Combining chemotherapy with the near infrared method, we will further explore the effects and mechanism of TAM targeting. The establishment of stimuli-responsive delivering system and the TAM related research therefore demonstrate pronounced meaning.

肿瘤微环境内存在大量的巨噬细胞，称为肿瘤相关巨噬细胞（tumor associated macrophage, TAM），其以M2表型为主并具有促进肿瘤发生发展和侵袭转移的作用。通过清除TAM、或诱导其表型逆转为M1表型，可抑制肿瘤的发展。然而正常巨噬细胞与TAM同样高表达甘露糖受体，因此如何靶向TAM成为限制相关研究进一步深入的瓶颈。本课题将首次构建靶向TAM的逐级响应性递送系统，以聚乙二醇和甘露聚糖通过低氧响应性基团偶氮苯相连做为骨架材料，并接枝具有生物刺激响应性的不同基团，分别携载具有TAM表型逆转作用的miRNA155、和具有TAM清除作用的多西紫杉醇，以期实现药物在靶向进入肿瘤组织后、进一步靶向至TAM并于胞内迅速释放的目的，并结合化疗或近红外影像方法，探讨TAM不同作用途径的抗肿瘤效果及其机制。课题的开展，对逐级响应性递送系统的构建和TAM相关研究的进一步深入，具有重要的意义。

肿瘤微环境内存在大量的肿瘤相关巨噬细胞（tumor associated macrophage, TAM），其主要以M2表型为主并促进了肿瘤的发生发展和侵袭转移，因此成为近年来新兴的一个抗肿瘤作用靶点，然而正常巨噬细胞与TAM同样高表达甘露糖受体，因此如何靶向作用于TAM成为当前研究所要解决的重要问题。本课题设计了甘露糖受体靶向的纳米载体，利用低氧响应性基团偶氮苯-4，4-二羧酸（Azobenzene，Azo）将甲氧基聚乙二醇胺（PEG2000）与甘露聚糖（Mannan）相连，再通过CDI亲核反应将甘露聚糖剩余羟基与ROS响应性苯硼酸频哪醇酯结合，得到具有低氧和ROS逐级响应性的纳米载体（PAMB）.该递送系统在血管给药后，可经PEG的“长循环”和肿瘤的“EPR”效应（高通透性和滞留效应）靶向输送至肿瘤组织，并在低氧的肿瘤微环境下发生偶氮苯的响应性降解，导致外部PEG的脱离从而暴露内部甘露聚糖，后者在TAM高表达的甘露糖受体介导的内吞作用下靶向进入TAM内，并在胞内高水平的ROS刺激下发生对应基团的脱落、导致载体的解离，从而迅速释放药物并靶向清除TAM，发挥抗肿瘤作用。由于靶向清除TAM所导致的细胞外基质（ECM）降解、新血管形成和肿瘤浸润的抑制，可以显著抑制4T1荷瘤小鼠的肺转移，尤其是当与其他化学疗法联合使用时，PAMB/DOX表现出对原位肿瘤生长以及自发转移形成的有效抑制作用，显示了其可通过清除TAM来调节不良的肿瘤微环境，与此同时，课题研究中还尝试了将TAM与CD47相结合，设计一种低氧响应性自组装纳米载体，可有效封闭肿瘤细胞表面的CD47分子，从而促进巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，希望实现抑制肿瘤生长和转移的目的，目前在体内外初步显示了一定的疗效。综上，TAM靶向纳米载体，有望成为一种安全有效的抗肿瘤纳米载体平台。