普萘洛尔等纳米制剂治疗血管瘤的作用及机制研究

Hemangioma is one of the most common benign tumor in infancy with a rapidly proliferating under one year of age followed by regression, 80% of hemangiomas in the head and neck are single lesions. The tumors can cause functional and/or esthetic problems and even become life threatening in some children. Therefore, early diagnosis and intervention are necessary in most patients. Corticosteroid had been the traditional first line treatment of infantile hemangioma with the effective rate of 30%-93% and more side effects such as Cushing's syndrome and growth retardation. Since 2008, propranolol has been found very effective for infantile hemangiomas, but its mechanism remains unclear. To find out the best medical treatment for hemangioma, a novel immunodeficiency mice model of hemangioma that have been successes established by hemangioma derived stem cell and human umbilical vein endothelial cells will be used, the slow released nanoparticles/ microspheres of prednison, propranolol and their combination will be prepared and administered in this model. The effects and side effects will be investigated and compared. Further more the influence of these drugs to hemangioma derived stem cells which are cultured in vitro will be investigated for giving more deep insights into their pharmacological mechanisms.

血管瘤是婴幼儿最常见的良性血管肿瘤，临床表现独特，通常在1岁以内快速增殖，随后进入自行消退期，但该过程持续时间较长。除少数体积较小、位于非美观部位、处于稳定期的血管瘤外，增殖期血管瘤需要及早治疗而不是"等待观察"。某些重症或多发性血管瘤可继发严重并发症，影响外形、功能甚至危及生命，必须早期进行干预。传统的一线治疗方案是激素治疗，有效率30％～93%不等，但不良反应较多。近年来发现普萘洛尔可以治疗血管瘤，效果显著，但具体作用机制不清，全身用药具有一定不良作用。本课题拟在已经建立的婴幼儿血管瘤动物模型的基础上,将普萘洛尔、泼尼松2种药物制备成缓慢释放的纳米粒/微球剂型，两两联合及单独使用，注射于血管瘤裸鼠模型，观察并评价缓释纳米粒/微球在治疗婴幼儿血管瘤中的作用效果，以期寻找治疗血管瘤的最有效药物或方案。

血管瘤是婴幼儿最常见的良性血管肿瘤。为缩短疗程，降低药物不良反应，改进普萘洛尔药物剂型，提高其有效性和安全性十分必要。纳米生物技术正成为克服生物制药缺陷、提高传统药物作用的新手段。体外构建一种聚乙烯醇表面修饰载普萘洛尔介孔二氧化硅纳米缓释药物（PVA-MSN-PRN），对该纳米药物的表征进行鉴定，然后分离、培养血管瘤干细胞（HemSC），检测PVA-MSN-PRN纳米制剂对HemSC细胞功能的影响。构建血管瘤裸鼠模型，通过体内实验进一步验证PVA-MSN-PRN纳米制剂对血管瘤的抑制作用。检测PVA-MSN-PRN纳米制剂对HemSC内活性氧簇（ROS）水平以及自噬水平的影响，探讨PVA-MSN-PRN纳米制剂通过诱导ROS调控的自噬对细胞凋亡的作用，从而分析PVA-MSN-PRN纳米制剂诱导HemSC凋亡的机制。体外成功构建PVA-MSN-PRN纳米制剂，证实该纳米颗粒可以实现对普萘洛尔的高效负载和缓慢控制释放。体外实验证实，PVA-MSN-PRN纳米颗粒可被HemSC高效摄入细胞内，发挥药物作用。纳米颗粒可有效提高传统普萘洛尔对细胞活性的抑制作用，降低药物的IC50浓度；有效抑制血管生成相关蛋白VEGF和HIF-1ɑ的表达；同时可以在较低浓度（20μM/L）下诱导HemSC细胞凋亡。纳米载体本身对HemSC细胞形态、活性、凋亡等功能无显著影响。体内实验证实，与传统普萘洛尔相比，PVA-MSN-PRN处理后，血管瘤模型瘤体颜色消退更加明显，MVD值、血浆VEGF浓度以及组织标本中VEGF和HIF-1ɑ蛋白表达更低。各组裸鼠均无明显生物学影响。进一步探讨普萘洛尔纳米制剂诱导血管瘤干细胞凋亡的作用机制，结果表明，PVA-MSN-PRN可诱导HemSC细胞内ROS水平升高，激活细胞发生自噬。ROS抑制剂NAC可抑制PVA-MSN-PRN纳米颗粒诱导的细胞自噬和凋亡。抑制细胞自噬可逆转PVA-MSN-PRN纳米颗粒诱导的细胞凋亡，说明该纳米颗粒介导的自噬有助于细胞凋亡的发生。为提高普萘洛尔治疗血管瘤的有效性和安全性，借助纳米载药体系构建PVA-MSN-PRN纳米制剂，可以显著提高普萘洛尔对血管瘤的生长抑制作用，且不伴有明显细胞毒性和全身毒性，具有潜在的临床应用前景。该课题发表SCI论文8篇，中文核心期刊论文1篇。培养博士研究生1名。