温度和还原双重敏感的聚合物囊泡用于肿瘤细胞内蛋白质释放

近年研究发现多种蛋白质药物对于不同类型的癌症具有很高疗效。但是，蛋白质药物存在易降解、细胞渗透性差、药物利用度低等缺点。本项目将研制温度和还原双重敏感的聚合物囊泡蛋白质药物释放系统用于肿瘤的高效靶向治疗。该囊泡由聚乙二醇-聚丙烯酸-聚异丙基丙烯酰胺(PEG-PAA-PNIPAM) 三嵌段共聚物形成，通过调节各链段长度可控制其LCST在38-43度。室温下，共聚物以单分子形式溶解于水中，加入蛋白质药物后升温到LCST以上，立即原位形成高效包裹蛋白质的囊泡。为了防止载蛋白质囊泡因降温或稀释而解离,用胱胺对囊泡进行交联。通过PEG链端可在囊泡表面引入肿瘤靶向基团如抗体或TAT多肽。载有蛋白质药物的囊泡进入肿瘤细胞后会因胞内生物还原作用迅速解交联而溶解，蛋白质药物快速释放，产生高效治疗作用，而聚合物最终可排出体外。该囊泡体系是理想的蛋白质药物释放系统，在靶向肿瘤治疗方面具有广阔的应用前景。

本项目围绕具有高蛋白包封效率、温和制备条件、优异生物相容性的聚合物囊泡体系用于肿瘤细胞内的高效蛋白质释放的设计和应用展开了系统的研究工作。设计的基于PEG-PAA-PNIPAM 还原敏感性交联的、温度敏感的聚合物囊泡可实现对不同蛋白质的高包封效率、细胞内的触发释放，能被癌细胞有效内吞引起细胞凋亡，并在荷人乳腺癌MCF7的裸鼠体内缩小肿瘤。类似的，设计酸敏感、还原敏感界面交联的囊泡PEG-PAA(SH)-PDEA能在极温和的条件下实现蛋白质的高效负载，且在体内循环中稳定，而在细胞内才会快速解离释放出蛋白质。设计的另一个酸和还原双重敏感的囊泡PEG-SS-PDEA也能实现高效蛋白质包裹和极为灵敏触发释放，引起大量的细胞凋亡。此外，我们还设计了还原敏感且生物可降解囊泡PEG-SS-PCL可触发蛋白质和阿霉素释放，并且通过调节PEG-SS-PCL在PEG-PCL囊泡中的比例来调节药物释放速度。为了进一步提高蛋白质的包封效率和细胞内的释放效率，设计了基于PEG-PTMC 的膜内带电荷的聚合物囊泡，和一系列具有不对称膜结构的囊泡。后者囊泡膜的内表面带可电离基团通过静电作用力等高效包裹并保护蛋白质药物。在细胞内涵体环境下,由于静电作用的减弱而迅速释放。这些体系能够保持蛋白质的生物活性，引起癌细胞的有效凋亡。.本项目现已发表论文35篇，会议论文4篇， SCI收录39篇，其中1篇论文被评为2010年中国百篇最具影响国际学术论文；多次获市级和省级奖励。申请中国专利8项（授权5项）。