两级pH响应聚合物载药胶束的合成和抗肺癌作用研究

Lung cancer incidence and mortality ratio are keep rising recently.Lung cancer account for the biggest part of cancer related death both male and female in China.Anticancer agents specific targetting to lung cancer were rare in clinical therapy.β-lapchone,a unique agent specific targeting and killing Nonsmall cell lung cancer(NSCLC,rating 80% of lung cancer) cells which overexpressing NQO1 enzyme.Base on the knowledge of lower pH value in tumor tissue than normal tissue /blood stream, this proposal wish to Develop a two stage pH response polymeric micelle system which consisting of pH-labile prodrug for β-lap conjugation and a pH-sensitive polymer matrix,which could successfully achieving targeted delivery of β-Lapachone to NSCLC.Evaluating the two stage pH response ability by studying the morphology variation and release profile of micells in different pH,evaluating the cytoxicity ,origin of the toxicity to cancer cells and tumor growth inhibition ability to NSCLC on cell and animal models. This would provide a new biocompatible,specific,low toxicity and high effciency drug delivery system for clinical therapy.

我国肺癌的发病率和死亡率一直呈上升趋势，男女性恶性肿瘤死亡率最高的均为肺癌。β-lapchone(β-lap)能特异性的杀死NQO1苯醌氧化还原酶过度表达的非小细胞肺癌细胞(NSCLC，占肺癌80%)。本项目针对癌组织pH低于血流pH的特点，设计构建在血液pH下稳定，但在癌组织的微酸性环境下解散，在溶酶体/内涵体pH释放β-lap的两级pH响应聚合物胶束系统。首先合成具有优良pH响应性能的β-lap的小分子前药和含聚氨基酸的嵌段聚合物，通过化学连接将两者组合成含有两种pH响应方式的载药聚合物，研究在不同pH环境中载药胶束的形貌变化和药物释放，从而验证该胶束的分级响应能力。通过在细胞和动物级别上的生物活性研究评价聚合物的细胞毒性、载药聚合物胶束毒性来源和对NSCLC癌组织的抑制作用，为临床治疗提供一种生物相容性好、毒副作用小、特异性强的抗癌药物。

肺癌是最常见的原发性恶性肿瘤，死亡率最高，目前临床上使用的标准化疗方法存在药物特异性差，药物昂贵，药效不够理想，药物副作用大等问题。临床上对新型的抗癌药物和特异性强的药物的需求十分迫切。 .beta-lap是一种能够高度特异性杀死NAD(P)H苯醌氧化还原酶1(NQO1)过度表达肿瘤细胞的小分子类双酮化合物。NQO1在非小细胞肺癌，乳腺癌，前列腺癌，胰腺癌等的浓度比邻近正常组织浓度要高出20倍以上。然而其水中过低的溶解度（0.038mg/mL），阻挡了其向临床的转化。通过PEG-PLA 或 PEG-PCL胶束直接包载的方法的载药率较低，且在血流条件和肿瘤环境的无差别释放使其不能实现，beta-lap的有效递送，beta-lap/HP-CD 载药系统则由于引起溶血作用和血液血红蛋白增多症而停止了在II期临床的研究。十分有必要寻找合适的beta-lap的运输载体，以实现其临床应用。 .本研究通过设计合成beta-lap pH敏感带有不同桥接基团的前药分子和pH 敏感的聚合物，建立了一种对pH两级敏感的胶束载药系统，其载药效率较高并可实现在不同pH条件下的选择性控制释放， beta-lap小分子前药Malpil 和共价连接了Malpil的M-P胶束体外试验表明，72小时内，他们在中性pH~7.4下几乎不释放beta-lap分子，分别为2.8% 和14.9%，在pH~6.5条件下非常缓慢的释放分别为beta-lap4.5%和20.3%,而在微酸性条件下（pH 5.0）则可以较快的实现beta-lap的释放分别为分别为100%和79.4%。该胶束系统在不同pH条件下的尺寸变化与beta-lap释放保持了一致，即在pH6.5,和7.4时胶束保持球形的形貌，均为约25nm的胶束，而一旦与pH5.0的溶液接触，胶束瞬间解离成单体，这一形貌变化提示，胶束可以在血液中稳定的形貌存在而不解离，一旦被细胞内吞进入细胞溶酶体，在溶酶体略酸性的条件下解散并可持续稳定的释放beta-lap分子，达到治疗肿瘤的作用。而用Rhodamine标记的聚合物的细胞内的分布表面，其在细胞内的主要分布于溶酶体中，这与我们设计的结果相符。细胞毒性实验表明，对非小细胞肺癌细胞系A549的毒性上，M-p 胶束表现出了和beta-lap相同的NQO1依赖的性的毒性。这种pH双重敏感的beta-lap载药输送体系