抗癌stapled D型多肽的结构优化及其体内靶向递送研究

Peptide activator of tumor suppressor p53 with high affinity and specificity has been characterized hotspot in the field. However, poor stability and cell membrane penetration of conventional L-peptide activator restrict its development. To overcome these drawbacks, this study is proposed to develop in vivo stability and delivery problem of peptide activator as well as anti-tumor efficiency by D-peptides and stapled strategy combined with targeted delivery system. Peptide activators of p53 with D-style amino acid improve its stability against enzyme, thereby enhancing its biological stability; stapled peptides strategy can improve intracellular delivery of peptide, RGD modified drug delivery system will realize the tumor targeting delivery of peptide. With all these methods, it is possible to enhance antitumor activity in vivo.

多肽类p53蛋白激活剂由于具有高亲和力和高专一性的特点一直是该领域的研究热点，但常规L型多肽的稳定性差和跨膜转运能力弱制约着此类激活剂的发展。本课题拟通过D型多肽和stapled策略并结合肿瘤靶向递送技术，解决和改善多肽类激活剂的体内稳定性和递送问题，实现并提高其体内抗肿瘤作用，推动多肽类激活剂的研究发展。课题采用D型多肽改造提高多肽激活剂耐受酶解的能力，从而提升其生物稳定性；stapled多肽策略增加多肽的透细胞膜能力，从而改善多肽的细胞内递送；RGD修饰的肿瘤靶向递药系统提高多肽的体内肿瘤组织靶向能力。通过多技术多层面的结合，优化多肽类激活剂的体内药效。

本课题针对如何改善L 构型多肽类p53 蛋白激活剂的稳定性与跨膜转运能力实现其体内抗肿瘤效果，进而又针对其用于脑肿瘤治疗中如何提高递送效率更好发挥治疗效果的问题，主要开展了以下研究：设计构建了sPMI多肽，考察了其与P53拮抗蛋白MDM2、MDMX的亲和活性、稳定性、跨细胞膜能力及体外抗脑胶质瘤细胞活性；构建了一系列脑胶质瘤靶向多肽及其递药系统，重点考察了基于RGD介导的靶向胶束和基于A7R介导的靶向脂质圆盘。开展了多肽靶分子设计与体内外靶向性研究，多肽靶分子修饰的递药系统构建及体内外靶向性研究；脑胶质瘤靶向递药系统对sPMI的载药及体内外药效研究；载sPMI递药系统的抗肿瘤机制研究及初步安全性评价。研究结果表明：课题所构建的sPMI在保留与MDM2、MDMX高亲和力的同时，显著增加了多肽的稳定性，改善了多肽的跨膜转运，实现多肽入胞后对脑胶质瘤细胞的抑制作用；构建的RGD多肽靶向胶束具有明显体内外脑胶质瘤靶向性，通过stapled策略改造则在RGD原有靶向功能的基础上又增加了跨血-脑屏障的功能，可进一步提高胶束对脑胶质瘤的靶向效果；构建的A7R多肽靶向脂质圆盘同样具有良好的体内外脑胶质瘤靶向性，通过糖肽策略设计的G-A7R也进一步增加了多肽的跨血-脑屏障功能，提高了脂质圆盘对脑胶质瘤的靶向效果；所构建的靶向递药系统均实现了对sPMI的包载，其中脂质圆盘效果更佳。载sPMI递药系统均显著提高了sPMI的体内外抗脑胶质瘤活性，其发挥药效的机制是由与sPMI多肽对P53拮抗蛋白的结合而激活了P53通路，促进细胞的凋亡；初步安全性评价显示载药系统对正常组织脏器几乎没有毒副作用。.本课题的研究成果提示，1）staleped 策略并结合脑胶质瘤靶向递送技术，可解决和改善多肽类P53激活剂的体内稳定性和递送效率，实现并提高其体内抗脑胶质瘤效果；2）stapled和糖肽策略应用于肿瘤靶向多肽，可增加靶分子的跨血-脑屏障功能，有利于脑胶质瘤靶向效率的提升。以上成果为多肽类P53激活剂的应用研发以及脑胶质瘤靶向多肽分子的设计优化提供了理论和实践指导。