多功能纳米载体携载紫杉醇对海马神经元影响的分子机制研究

The anti-tumor drug paclitaxel can not be transported into the brain through the blood-brain barrier (BBB) and it only has peripheral nerve toxicity. The brain targeting paclitaxel -loaded nanoparticles will be constructed and it will cross the BBB and be enriched in the brain. In the project ,a multi-functional nano drug carrier system is fabricated based on the modification of chitosan-phospholipid copolymer and it take advantage of the properties of the vascular endothelial growth factor(VEGF) monoclonal antibody can target the tumor microenvironment, Angiopep peptide and lactoferrin will taget brain tumor and the noble metal fluorescence nanocluster can be used as a biological detection. The multi-functional nano drug carrier system will be used to test and verify the targeting for glioma and the toxicity for the hippocampal neurons from the molecular, cellular and animal level. The key target proteins interacted with paclitaxel will be tried to find and the structure will be determined through the proteomics technology. The molecular mechanisms of paclitaxel control the hippocampal neurons will be speculated by means of structural bioinformatics technology to analyze the role of network. The key target proteins cloned and transfected into hippocampal neurons will be verified. This study provides theoretical support to reduce drug toxicity, guide reasonable clinical prescription, devise and synthesize the highly efficient multi-functional nano-drugs.

抗肿瘤药物紫杉醇不能透过血脑屏障，仅对外周神经有毒性作用。我们拟构建脑靶向紫杉醇纳米粒子，希望其可透过血脑屏障在脑内富集，提高对脑胶质瘤的药效，但必会对大脑神经元产生毒害作用，而有关这方面的研究很少。本课题利用VEGF单克隆抗体靶向肿瘤微环境、Angiopep肽/乳铁蛋白靶向脑肿瘤、利用贵金属荧光纳米簇可以进行生物检测的特点，通过对壳聚糖-磷脂共聚物进行修饰设计，构建一种针对脑胶质瘤的紫杉醇多功能纳米载药系统，从分子、细胞和动物水平深入研究其对海马神经元的毒性，利用基因芯片、2-DE等组学技术寻找与紫杉醇相互作用的关键靶蛋白，确定其结构，运用结构生物信息学技术分析其作用网络，推测出紫杉醇调控海马神经元的分子机制，并将关键靶蛋白克隆并转染至海马神经元加以验证。为降低药物毒性、指导临床用药、设计合成高效多功能纳米药物提供理论支持。

抗肿瘤药物紫杉醇不能透过血脑屏障，仅对外周神经有毒性作用。我们构建了脑靶向紫杉醇纳米粒子，其可透过血脑屏障在脑内富集，提高对脑胶质瘤的药效，药物紫杉醇浓度低于0.25µg /ml的转铁蛋白修饰的负载紫衫醇的纳米粒子对HT22的细胞毒性很小。本课题利用转铁蛋白靶向脑肿瘤、利用贵金属荧光纳米簇可以进行生物检测的特点，合成了新型的壳聚糖-聚乳酸-二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺两亲性共聚物作为药物载体并修饰靶向配体转铁蛋白，构建一种针对脑胶质瘤的紫杉醇多功能纳米载药系统，从分子、细胞和动物水平深入研究其对海马神经元的毒性，利用基因芯片、2-DE等组学技术寻找与紫杉醇相互作用的关键靶蛋白，确定其结构，运用结构生物信息学技术分析其作用网络，推测出紫杉醇调控海马神经元的分子机制，并将关键靶蛋白克隆并转染至海马神经元加以验证；这些靶向的载药纳米显示适合的尺寸、高的包封效率和pH敏感的释放行为；研究了壳聚糖-磷脂纳米粒子对脑胶质瘤作用结果及壳聚糖-磷脂纳米粒子对海马神经元细胞（HT22）毒性作用。体内外研究揭示这些靶向的纳米粒子具有卓越的生物相容性、提高了紫杉醇对C6、U251细胞的吸收和主动靶向性, 转铁蛋白修饰的纳米粒子有利于肿瘤的特异性治疗，这种靶向药物递送系统对于脑胶质瘤治疗具有显著的先进性；药物紫杉醇浓度低于0.25µg /ml的转铁蛋白修饰的负载紫衫醇的纳米粒子对HT22的细胞毒性很小。这些研究结果可以为临床应用紫杉醇多功能纳米粒子治疗脑胶质瘤时，合理用药、降低毒副作用提供理论依据，为设计合成高效、多功能纳米药物提供新的思路，我们研究中授权和申请的专利可以为研发具有自主知识产权的新型纳米药物提供新的载体材料。