多机制介导pH敏感肿瘤靶向基因递送系统的研究

For gene therapy against tumor, an efficient delivery of siRNA must successfully accomplish multiple steps, including the targeting to tumor tissues,entry into tumor cells and release in the cytoplasm. As our previous data shown, the liposome underwent enhanced cellular internalization and effective endosome escape due to the incoporation of r8, a typical cell-penetrating peptide(CPP), while lack of selectivity does not benefit the in vivo application of CPP. Based on our recent studies, we aim to develop an activatable CPP modified liposome, in which both the acid-cleavable linker and pH-responsive amino acid were included. Combined with the strength of r8 in promoting the translocaion of liposome into cell and fasciliating it's endosome escape, the nanocarrier we design can offer siRNA the favorable delivery and efficient release. This research mainly focuses on pH-sensitivity of vehicle and the condensed siRNA, which provides a new idea for designing tumor-targeted gene delivery system, and has great significance for the utilization of siRNA in tumor treatment.

在肿瘤基因治疗方面，小干扰RNA有效发挥基因沉默作用的前提是靶向定位至肿瘤组织、进入肿瘤细胞内部并有效释放于细胞浆。尽管我们前期的研究结果显示，寡聚精氨酸类细胞穿透肽能够高效介导脂质载体穿透细胞膜并实现内涵体逃逸，但细胞选择性缺乏的特点限制了其进一步体内水平的应用。针对这一问题，在前期工作基础上我们拟设计构建一种新型的可激活细胞穿透肽修饰的脂质体。该载体的结构设计整合可被酸催化裂解的化学键、能够响应pH变化的氨基酸两种元素，充分利用寡聚精氨酸的细胞穿透和内涵体逃逸的促进作用，以期实现siRNA的肿瘤组织、细胞甚至亚细胞器的精确输送和高效释放。本课题重点围绕载体及负载物（siRNA压缩体）的pH敏感特性开展系统性研究，为肿瘤靶向基因载体的设计提供了新思路，对于siRNA等核酸类药物在肿瘤治疗领域的应用研究具有重要意义。

为了解决常规化疗特异性和耐受性较差的问题，学者们尝试借助siRNA沉默肿瘤发生、增长和转移相关的基因，进而实现肿瘤治疗。然而，siRNA的稳定性、分子尺寸以及荷电性严重制约了这一生物大分子的应用。针对这一问题，在前期工作基础上我们设计合成了一种新型的可激活细胞穿透肽（ACPP），以此作为修饰支链头基构建一种负载siRNA脂质载体。ACPP部分包括细胞穿透肽（CPP）、腙键和聚阴离子结构域。在循环系统中，两个荷电性相反的结构域的静电作用使得ACPP整体呈近中性。当载体运送至肿瘤部位，弱酸性环境使得ACPP结构中的腙键裂解，聚阴离子肽段的组氨酸质子化促进了两个荷电性相反肽段部分的分离，被释放的CPP端介导脂质载体实现细胞内化和内涵体逃逸。我们的研究证实，所构建的ACPP修饰载体具备较理想的酸敏感性能，在较低pH条件下呈现出更高程度的细胞摄取、显著增强的基因沉默效应和细胞凋亡诱导作用。此外，MCF‐7 和 A549细胞模型评价均显示，ACPP修饰载体介导大部分负载siRNA有效避开溶酶体并完成胞浆释放。本研究构建的载体体现了较理想的酸敏感性和治疗效果，为肿瘤基因治疗的应用研究提供了新的干预策略。