基于RAS调节的多功能碳纳米管药物/基因共传输系统的抗肺癌作用研究

The Renin–Angiotensin System (RAS) has been shown to play an important role in cancer cell proliferation, migration, invasion and angiogenesis. The effect of AT1 receptor antagonists in inhibiting tumor is increasingly concerned. Cancer is a systemic disease, so good therapeutic effects could be scarcely obtained by simple approach of treatment. Combination of gene therapy and chemotherapy is a novel mode of cancer multimodality therapy. The novel functionalized carbon nanotube vector is prepared based on high delivery and environment-responsive drug release of carbon nanotubes, tumor targeting and high penetrability of iRGD. Therapeutic gene (pAT2R) and chemical drug (candesartan) are simultaneously loaded and delivered by this nanovector, in order to promote tumor cell apoptosis and inhibit tumor angiogenesis of lung carcinoma by regulating AT1 and AT2 receptor. In this project, the inhibitory effect of this iRGD-CNT-CD/pAT2R nanocomplexes on tumor will be assessed in vitro and in vivo, and the signal transduction pathway will be investigated in molecular, cellular and overall levels by technologies of molecular biology such as transfection, RNAi, immunoblotting and so on, in order to find possible targets and clarity the mechanism of inhibition of tumor of the nanocomplexes.

肾素-血管紧张素系统（RAS）在肿瘤细胞的增殖、迁移、浸润和肿瘤新生血管生成中发挥重要作用，AT1受体拮抗剂的抗肿瘤作用日益受到关注。单纯采用任何单一的方法治疗肿瘤很难取得理想的效果，基因与化学药物联合治疗是一种全新的肿瘤综合治疗模式。本项目基于碳纳米管（CNT）的高效运载性和环境响应释药性，结合iRGD的智能靶向和穿膜特性，同时荷载并传输治疗基因pAT2R与化学药物坎地沙坦（CD），通过拮抗AT1受体，上调AT2受体，协同诱导肿瘤细胞凋亡和抑制肿瘤新生血管生成，有效抑制肺癌的生长。本项目拟构建一种高效低毒、肿瘤靶向、可静脉给药的iRGD-CNT-CD/pAT2R纳米复合物，对该纳米复合物的抗肿瘤细胞和抑制肿瘤新生血管生成活性进行体内外评价，并采用转染、RNAi、免疫印记等分子生物学技术，从分子、细胞和整体水平对其抗肿瘤作用的信号转导通路展开研究，寻找可能靶点，阐明该纳米复合物的作用机制。

多壁碳纳米管（MWNT）以其众多的优越性能在药物传递方面显示出巨大的优势。尽管对基于MWNT的递送系统进行了大量的研究，但精确靶向修饰MWNT以便最大限度地提高其性能的研究仍然缺乏实质性的进展。在此，我们开发了一个基于MWNT的双靶向联合递送系统，用于开展肺癌的抗血管生成治疗。该系统通过协同调节血管紧张素II 1型受体（AT1R）和2型受体（AT2R）通路来调节肾素-血管紧张素系统（RAS）。本研究将iRGD肽修饰的聚乙烯亚胺（PEI）与MWNT骨架相连，并以胱胺（SS）作为连接臂将坎地沙坦（CD）与MWNT偶联。最后，将功能化的MWNT与质粒AT2（pAT2）自组装，形成iRGD-PEI-MWNT-SS-CD/pAT2复合物。iRGD和CD作为靶向基团，分别与肿瘤血管内皮细胞和肺癌细胞上过表达的ανβ3-整合素及AT1R结合，将复合物靶向于肿瘤。CD作为化疗药物联合pAT2，可协同下调VEGF，有效抑制肿瘤新生血管生成。iRGD-PEI-MWNT-SS-CD/pAT2复合物通过改变药物分布增强了药物活性，在A549裸鼠异种移植瘤模型中表现出显著的肿瘤生长抑制作用。我们的研究表明，这种双重靶向策略极大地提高了MWNT的递送性能，并为RAS相关的肺癌治疗开辟了新的途径。