可激活肿瘤细胞Fas-FasL凋亡通路的免疫纳米药物的制备及抗肿瘤效果研究

In this project, a multi-layer immuno nanomedicine, conjugated with the monoclonal antibody: anti-CD95(MAB95), will be constucted through surface engineering technology. This nanomedicine can respond to the MMP-2, which is highly expressed by the tumor, release the PEG layer and expose the MAB95 to the tumor cells, thus inducing the apoptosis of tumor cells through re-openning the Fas-FasL apoptosis pathway, showing excellent anti-tumor effect. Compared to the traditional immuno therapy methods, this system is simple and avoilds the time assuming steps of gene engineering. This nanomedicine will not induce multi-drug resistence, because it do not need enter into the the tumor cells to show the anti-tumor effect. Besides, after the detachment of the outside layer of PEG, the size of the immuno nanomedicine will become smaller, which partly breaks up the biological barrier of tumor tissue and improves the penetration of this nanomedicine into the nearby tumor tissue, increasing the anti-tumor therapeutic effect. This immune nanomedicine integrates the nano drug delivery system and immune therapy technology, which will open a new window on the treatment of tumor.

传统的肿瘤免疫疗法，需采用复杂、费时的基因工程、抗体技术，适用面窄；而单独注射抗体，又会引起生物体的免疫性疾病。本项目采用表面工程化技术及肿瘤信号分子响应技术，构建多层次，程序性发挥生理功能的免疫纳米药物，用于肿瘤的免疫治疗。将单克隆凋亡抗体anti-CD95（MAB95）修饰在免疫纳米药物表面，当其被输送到肿瘤组织，受肿瘤组织高表达的MMP-2分子激发，离去外层的PEG保护层，露出表面的MAB95，激活肿瘤细胞的Fas-FasL凋亡通道，无需进入细胞，即可介导肿瘤细胞的凋亡，不会引起肿瘤细胞的多药耐受性，有效的克服了上述缺点。此外，当外层的PEG层在肿瘤组织表面脱落后，免疫纳米药物的粒径变小，有助于免疫纳米药物通过组织间隙，从肿瘤血管或肿瘤组织边缘进入肿瘤组织内部，增强抗肿瘤效果。这一体系将靶向纳米药物和免疫治疗技术有机结合起来，为恶性肿瘤的治疗提供新思路。

癌症是当前威胁人类健康的一个重要因素，发展高效、低毒和肿瘤治疗手段是当前生物医学的一个重要研究内容，本项目针对肿瘤治疗，发展了肿瘤血管靶向的治疗策略以及可增强肿瘤细胞凋亡的免疫纳米药物。这两种技术在动物实验中均显示了良好的抗肿瘤效果。.1、我们制备了三明治状的免疫纳米药物：内层是可负载抗肿瘤药物的聚己内酯核，中间层是可激发肿瘤细胞Fas/FasL凋亡通道的MAB95抗体，最外层是亲水性的PEG 层，PEG层和纳米金载体之间通过MMP-2响应的肽偶联在一起。PEG层在正常生理条件下，严密保护载体，延长免疫纳米药物的体内循环时间，避免MAB95在到达肿瘤组织前，介导正常细胞的凋亡，导致免疫反应；到肿瘤组织位置后，受肿瘤组织附近高表达的MMP-2刺激，肽链断裂，PEG脱落，露出MAB95配体和肿瘤细胞表面的Fas作用，介导肿瘤细胞的凋亡。这一设计，极大的降低了FasL抗体对正常细胞的毒性，强化了肿瘤细胞的Fas-FasL凋亡作用。负载化疗药物喜树碱后，纳米药物可程序性地释放抗体和小分子药物到肿瘤组织，模仿毒性T细胞的功能激活Fas-FasL凋亡通路从而促进肿瘤细胞凋亡。细胞实验和动物实验证明这种药物载体具有MMPs响应性和抑制肿瘤功能。本设计为新型的靶向性免疫疗法联合化疗提供了一种新的策略。.2、设计了一种使用anti-RhoJ血管靶向抗体修饰的Au@I纳米粒子，用作肿瘤血管靶向性放疗增敏剂（AIRA NPs）。Au@I纳米粒子作为放疗增敏剂，在对放疗射线增强方面，明显优于单独的金纳米粒子或者是临床上使用的碘剂，通过使用放疗增敏剂，可以增强局部射线强度，实现在小剂量的放疗射线下达到放疗杀死细胞的目的，从而可以选择性的杀死肿瘤组织，同时使周围正常组织所受的放射副作用达到最小。而使用anti-RhoJ抗体修饰后，AIRA NPs可以同时靶向肿瘤中的新生血管和已成型的血管，但不会影响正常血管，从而在放疗过程中选择性地破坏肿瘤中所有的血管，切断肿瘤中营养物质和氧气的供给，起到清除肿瘤的作用。这一形态的纳米药物，在放疗过程中很好的抑制了肿瘤的转移，治疗结束后不会出现肿瘤血管化以及肿瘤复发。同时，由于Au@I纳米粒子具有CT增强作用，AIRA NPs可以作为一种CT引导的肿瘤血管靶向性放疗增敏剂。