热休克蛋白/线粒体双重靶向免疫-化疗结合的纳米载药系统

In order to promote the cellular internalization efficiency of drug loaded nanoparticles and the sensitivity of tumor cells to the encapsulated drugs, we fabricate a new dual tumor cell and mitochondria targeting nano drug delivery system with combination immunotherapy and chemotherapy in this proposal. A new biodegradable copolymer poly(2-methyl-2-carboxyl-propylene carbonate-co-acetal) with multiple pH cleavable acetal bonds on backbones is synthesized as the carrier. The peptide-aptamer targeted to heat-shock protein 70 is immobilized on the copolymer. The weak acidic environment in endosome cleaves the acetal bonds in the nanoparticles and collapses the architecture of drug loaded nanoparticles to result in the acceleration of drug release. A small-molecule kinase inhibitor afatinib and mitochondria targeting drug α-tocopheryl succinate are encapsulated in the self-assembly nanoparticles. The afatinib disturbs the signal pathway in tumor cell communication and activate autoimmunity to identify and kill tumor cells for immunotherapy and the α-tocopheryl succinate destroys the energy factor mitochondria to induce the apoptosis of tumor cells. The combination of immunotherapy and chemotherapy is expected to achieve efficient cancer therapy.

为了提高载药纳米粒子的入胞效率以及肿瘤细胞对药物的敏感性，本项目拟构建一类具有肿瘤细胞与胞内线粒体双重靶向，集免疫治疗与化疗功能于一体的新型纳米载药系统。设计合成主链带有大量pH敏感断裂缩醛结构的生物降解聚双羟甲基丙酸碳酸酯共聚物作为载体材料，通过在侧基上键合靶向肿瘤细胞膜表面热休克蛋白HSP70的多肽适配体（Peptide-aptamer）主动靶向肿瘤细胞，利用肿瘤细胞内涵体微酸性环境触发载体材料主链上缩醛结构单元的断裂，加速纳米粒子整体结构的“崩解”破坏，实现药物在胞内的快速释放。纳米载药系统同时负载酪氨酸激酶小分子抑制剂Afatinib和线粒体靶向药物α-生育酚琥珀酸酯，以Afatinib干扰肿瘤细胞内的信号通路，激活人体自身免疫能力，识别并杀死肿瘤细胞，进行免疫治疗，同时通过α-生育酚琥珀酸酯破坏肿瘤细胞的能量工厂线粒体，诱导细胞凋亡，达到对肿瘤的高效治疗。

化疗和免疫治疗是目前肿瘤治疗的两种主要方式。肿瘤对单一的化疗药物易产生耐药性，化疗与免疫治疗的联用可提高肿瘤的治疗效果。如何提高载药纳米粒子的入胞效率以及肿瘤细胞对药物的敏感性是纳米载药系统面临的共同问题。本项目针对上述共性问题，设计构建了包括聚酯类、聚碳酸酯类、大分子脂质、天然高分子、MOF等为药物载体的纳米药物递送系统，运用抗肿瘤化疗药物、PD-L1和酪氨酸激酶小分子抑制剂等药物及其组合，构建新型的纳米协同载药系统，在破坏肿瘤细胞功能，诱导细胞凋亡的同时，干扰肿瘤细胞内的信号通路，激活人体自身免疫能力进行免疫治疗实现肿瘤的高效治疗。.本项目采用“老药新用”的策略，设计合成能够实现双硫仑（DSF）高效负载的纳米药物制剂，构建对非小细胞肺癌、乳腺癌和间皮瘤等具有治疗作用的纳米药物。研究发现：解决了双硫仑载药系统药物稳定性差，负载量低等问题，构建的Cu2+/DDC纳米制剂具有良好的稳定性和尺寸，对人源性非小细胞肺癌的荷瘤裸鼠具有很好的抑制效果，但组别内的差异较大；以PLGA装载DSF制备纳米及微米微球通过腹膜注射给药方式对间皮瘤荷瘤小鼠的治疗效果明显，无论是肿瘤结节还是转移情况都得到了很好的抑制；发现双硫仑纳米药物对免疫系统完整的小鼠荷瘤模型具有更好的治疗效果，猜想其抗肿瘤途径可能与免疫激活有关，通过动物试验部分验证了DSF与金属离子的络合物对小鼠的免疫激活有重要作用的猜想。.项目系统研究了载药纳米粒子在血液输送、组织分布、体内代谢、细胞内吞、胞内药物释放等多环节体内传输过程，揭示了影响米载药系统治疗效果的主要因素及对应策略。为具有临床应用价值的双硫仑纳米药物的开发提供了思路和方法。