抗脑肿瘤干细胞脂质体的构建及其对脑肿瘤干细胞的调节机制研究

Scientific problems: The mean survival time of patients with glioblastoma is only one year. Malignant brain tumor features fast growth, high recurrence rate after surgical operation, and highly invasive ability. Cancer stem cells play a critical role in both disease initiation and relapse of treated brain cancers.The results of literature investigations indicated that how to improve the transport of anticancer drugs across BBB, and how to enhance the drug targeting to brain tumor tissue and brain tumor stem cell still remained to be the major clinical difficult issues, and therefore, to be the unsolved scientific questions. Objectives: A novel kind of targeting anticancer liposomes is prepared by conjugating a ligand onto the liposome surface for enhancing permeability of drug across the BBB, and by simultaneously coupling another ligand onto the same liposome surface for targeting brain tumor, and modifing the agent of inducing apoptosis on cancer stem cells into the same liposome for anti-tumor stem cell in brain. Research contents: (1) To develop a novel kind of targeting liposomes, (2) To assay recognition, appraisement and MTT research on brain tumor stem cell, (3) research on molecular regulation mechanism,(4) To evaluate anti-tumor effects in vivo on C6 animal model, (5) To performe the targeting evaluation of liposomes on animal. Significance: It is theory and clinical significance to explore the therapy strategies on curing refractoriness tumor and relapse of treated cancers.

科学问题：恶性脑肿瘤病人生存期短，脑肿瘤边界不清、脑结构复杂使手术具有高度风险。脑肿瘤干细胞是导致脑肿瘤复发、转移的主要原因之一，常规化疗药对肿瘤干细胞是无效的。如何使化疗药物在跨越血脑屏障进入到脑室后，靶向浓集于脑肿瘤同时又能诱导脑肿瘤干细胞凋亡是仍待解决的重要科学问题。目的：以替莫唑胺为模型化疗药物、以奎纳克林为凋亡基因调节剂包封于脂质体内，构建的全新的抗脑肿瘤及诱导肿瘤干细胞凋亡的靶向脂质体，可在杀灭耐药肿瘤细胞的同时，根治肿瘤干细胞，从而防止肿瘤干细胞导致的复发与转移。通过（1）抗脑肿瘤及诱导肿瘤干细胞凋亡的靶向脂质体构建；（2）肿瘤干细胞识别、鉴定与MTT研究；（3）调控分子机制研究；（4）在动物肿瘤移植模型中的疗效评价；（5）动物体内的靶向性研究，阐明其效应与机制。研究意义：探索根治难治性肿瘤和肿瘤复发的治疗策略，具有理论探索意义和潜在临床应用价值。

脑胶质瘤是常见的恶性肿瘤，化疗是脑肿瘤治疗的一种重要手段，但是抗肿瘤药物生物利用度低、难以输送入脑等问题限制了其在临床上的应用。同时由于肿瘤干细胞的存在，经过手术、放疗及化疗等手段治疗后仍有一部分的细胞不能被完全清除。亟待寻找新的策略来构建有效的给药系统治疗脑胶质瘤。如何使化疗药物在跨越血脑屏障进入到脑室后，靶向浓集于脑肿瘤同时又能诱导脑肿瘤干细胞凋亡是仍待解决的重要科学问题。通过本研究，构建了全新的抗脑肿瘤及诱导肿瘤干细胞凋亡的靶向脂质体，可在杀灭耐药肿瘤细胞的同时，根治肿瘤干细胞，从而防止肿瘤干细胞导致的复发与转移。将抗肿瘤药物熊果酸(UA)包载到脂质体膜上，肿瘤干细胞诱导凋亡剂表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)包载到脂质体囊泡中，4-氨基苯-α-D-吡喃甘露糖苷(MAN)修饰到载药脂质体表面，作为靶向基团携带脂质体透过血脑屏障，构建了多功能靶向的熊果酸脂质体。将姜黄素与奎纳克林同时包封于脂质体内，提高姜黄素抗肿瘤作用，同时促进脑肿瘤细胞及干细胞凋亡，并将脂质体修饰靶向功能基4-氨基苯-α-D-吡喃甘露糖苷（MAN），提高脂质体对脑毛细血管内皮细胞的亲和力，提高药物跨越血脑屏障（BBB）的能力，促进化疗药物渗透脑组织，增加肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。药物的包封率高，所建立的多功能靶向脂质体稳定，靶向性基团修饰量满足体内、外靶向性研究的需求；体外与动物体内研究结果显示，新建立的脂质体对C6胶质瘤细胞及其干细胞具有明显的抑制作用和促凋亡作用。. 本研究探索了一种新的根治难治性肿瘤和肿瘤复发的治疗策略，具有理论探索意义和潜在临床应用价值。发表论文15篇，申请专利4项，专利授权3项，培养硕士生5名，本科生12名，顺利完成了本项目的预期目标。. 主要研究内容如下：.（1）抗脑肿瘤及诱导肿瘤干细胞凋亡的靶向脂质体构建；.（2）肿瘤干细胞识别、鉴定与抗增殖研究；.（3）调控分子机制研究；.（4）在动物肿瘤移植模型中的疗效评价；.（5）动物体内的靶向性研究，阐明其效应与机制。