靶向结直肠肿瘤的TK-VLPs递药系统的构建及其靶向机制的研究

Colorectal cancer has a high mortality, which is serious harm to human health.This study intends to construct new-type drug carriers to treat colorectal tumor depending on the inherent advantages of virus-like particles (VLPs), such as similar structure with nature virus, good plasticity of structure and special capacity of molecules. TK peptide targeting colorectal tumor cells and tumor angiogenesis was obtained in previous study. Then the sequence of the TK peptide was genetically inserted into the surface loops of the VP2 capsid protein of PPV virus and expressed in insect cells to produce the TK-VLPs that could be accurately delivered to target cell. We hypothesize that TK-VLPs could get into a cell by receptor-mediated endocytosis. Different inhibitors were used to investigate endocytosis mechanism of TK-VLPs. Then we investigate safety and stability of TK-VLPs in vitro and in vivo and its pharmacokinetics behavior in vivo. Meanwhile, in order to form a new-type nanocarrier which is less side-effect and more safe, doxorubicine will be used as a model drug to investigate pharmacodynamics of TK-VLPs in vitro and in vivo whether TK-VLPs as drug carrier is feasible. This study will provide reliable and scientific evidence to develop new-type nanocarrier.

结直肠癌死亡率高，严重危害人类健康。本项目利用病毒样颗粒（VLPs）与天然病毒结构的相似性、良好的可塑性、独特的承载分子的能力，构建新型药物递送载体用于结直肠肿瘤的治疗。首先将具有结直肠肿瘤及肿瘤新生血管多重靶向功能的配体（TK肽）通过基因工程技术修饰到细小病毒（PPV）结构蛋白VP2形成的病毒样颗粒表面，构建出纳米载体TK-VLPs，从而实现精准递送TK-VLPs进入靶细胞的目的。其可能通过受体介导的内吞途径入胞，采用不同的抑制剂，考察TK-VLPs的胞吞机制。进一步评价了TK-VLPs作为药物载体在体内的安全性、稳定性及体内的药动学行为。然后以阿霉素为模型药物，考察TK-VLPs载阿霉素后的体内外抗肿瘤效果，探索TK-VLPs作为药物载体的可行性，以期构建出一种毒副作用更小、更安全的新型纳米载体；该工作将为开发新型的纳米载体提供可靠的科学依据。

结直肠癌死亡率高，危害人类健康。本课题预制备出高效、稳定、特异、安全的新型药物载体，利用病毒样颗粒（VLPs）特有的优势构建新型药物递送载体用于结直肠肿瘤的治疗。本项目将具有多重靶向功能的配体（TK肽）通过基因工程技术修饰到细小病毒结构蛋白VP2形成的VLPs表面，构建出纳米载体TK-VLPs。激光共聚焦显微镜、流式细胞仪、小动物活体成像结果表明TK-VLPs能很好的靶向结直肠肿瘤细胞和肿瘤组织；共定位结果表明TK-VLPs不仅能够靶向肿瘤细胞而且对肿瘤血管也具有一定的靶向作用，具有双靶向功能。MTT和HE染色结果表明，VLPs和TK-VLPs对结直肠癌细胞和心、肝、脾、肺、肾和脑等组织未产生明显的毒副作用。上述结果说明病毒样颗粒具有作为药物载体的可能性。因此，又新增了病毒样颗粒和脂质体的比较研究，首先验证了脂质体对结直肠肿瘤的体内外靶向性，然后比较了病毒样颗粒和脂质体的药效。选择阿霉素为模型药物，体内外药效学结果表明病毒样颗粒和脂质体都有良好的抑瘤效果；虽然病毒样颗粒比游离DOX抗肿瘤效果好，但其抗肿瘤效果明显比脂质体组的抗肿瘤效果要弱，因而进一步研究了VLPs和脂质体的体内药动学。药动学结果表明，游离DOX快速清除，VLPs和脂质体在12小时后仍可检测到DOX；但VLPs组跟脂质体组相比，VLPs组体内清除要快的多，这一结果跟体内药效学结果相似。纳米材料的自噬调节策略是癌症治疗的新兴领域，因此，本研究进一步评价了VLPs和脂质体对肿瘤细胞自噬的影响。结果表明VLPs和脂质体都能引起HRT-18细胞自噬。综合上述结果，本项目为VLPs作为药物载体的可行性提供可靠的科学依据。本项目获得授权专利1项，发表SCI论文1篇，省级论文1篇，待发表SCI论文1篇。培养硕士研究生3名，其中1名已取得硕士学位，2名在读；培养本科生12名，获得大学生创新创业项目1项目，获得黑龙江省互联＋大赛金奖1项。本项目预算总经费20.1万元，累计支出16.388万元，各项支出基本与预算相符，结余3.712万元，结余经费计划用于本项目研究后续支出。