EGFR亲合体靶向修饰磁性纳米药物的构建及其在肝癌治疗中的作用

Affibody is a special class of protein binding ligands. It has many advantages over antibody, such as small molecular weight, strong affinity, high stability, and special modification sites. Until now, affibody has not been studied in liver cancer targeted therapy. We have obtained Affibody ZEGFR:1907 targeting molecules which have high affinity with EGFR (epidermal growth factor receptor) overexpressing on the malignant tumor cell surface (including liver cancer) by recombinant cloning techniques. We also have designed and synthesized Fe3O4-DOX superparamagnetic nano-drug. Its toxicity on liver cancer cells is three times higher than that of conventional doxorubicin (DOX). This project intends to further study as follows. 1) After connecting ZEGFR: 1907 with the Fe3O4-DOX nanoparticle to construct a new multi-functional nano-drug with targeting and drug releasing abilities, we will study the cell toxicity and specific targeting ability of the multi-functional nano-drug in vitro. 2) Afer building in situ human hepatocellular carcinoma mouse models, we will combine with MRI in vivo imaging and tissue pathology methods to test the efficacy of the new nano-drug and reveal its mechanism. 3) We also will evaluate the bio-safety of the new nano-drug for potential clinical translation. We expect this targeted nano-drug will open a new way for liver cancer therapy.

亲合体（Affibody）是一类新型独特的蛋白结合配体，分子量小、亲和力强、稳定且可修饰，比抗体具有更多优势。目前尚无将亲合体用于肝癌靶向治疗的研究。我们前期已通过重组克隆技术成功高表达了亲合体ZEGFR:1907，该亲合体与恶性肿瘤（包括肝癌）细胞表面过表达的EGFR具有高亲和力；我们又构建了四氧化三铁结合阿霉素（DOX）纳米药物，它具有较强的超顺磁性，且对肝癌细胞的毒性是常规DOX的3倍。本项目拟在此基础上进一步研究：1、将靶向亲合体ZEGFR：1907与已合成的磁性纳米药物连接，构建一种集靶向、成像和缓释于一体的新型多功能纳米药物，并在体外研究其细胞毒性和特定靶向能力；2、建立小鼠原位人肝癌模型，结合MRI活体成像、组织病理学等方法评价新型纳米药物的疗效，并揭示其作用机制；3、初步探讨其生物安全性，为后续开展临床应用研究奠定基础。本课题利用纳米技术将为肝癌的靶向治疗开辟一个新的途径。

亲合体是一类蛋白结合配体，被作为一种新的靶向分子用于乳腺癌、皮肤癌的诊疗研究；另有研究显示砷对实体瘤有一定疗效。我们证实了重组亲合体ZEGFR:1907对肝癌细胞具有靶向能力，同时利用SiO2装载镍砷复合物合成了Ni,As@SiO2纳米颗粒，并将ZEGFR:1907作为靶向分子，与已合成的纳米粒子连接，构建了靶向纳米药物Ni,As@SiO2-ZEGFR:1907。该纳米药物可改善肝癌细胞的恶性表型，动物实验结果也证实其能够显著抑制肝癌的生长，在体内对肿瘤组织具有特异的靶向效果，增强了药物疗效，并且对小鼠正常器官无损伤，血液生化指标显示无毒性。靶向纳米药物有望成为改善肝癌治疗现状的一个有效途径。在此基础上，我们又合成了Mn,As@SiO2，由于锰的T1成像性质和砷的抗癌性质，使得该纳米药物同时具有诊断和治疗的功效。在小鼠皮下瘤模型中，我们通过小动物磁共振成像技术证实其能够显著抑制肝癌的生长和转移；且生物安全性高，同时还可对药物的释放进行实时监测，有望实现肝癌的诊疗一体化，后期我们将对其抑制肝癌转移的作用机制进行深入研究。在磁性纳米材料方面我们也取得一定进展：通过氯离子辅助合成方法得到具有内凹八角叉结构的氧化铁纳米材料，其T2造影效果是普通球状氧化铁纳米颗粒的6倍，有效提高了T2磁共振成像的灵敏度和准确性，可在小鼠原位肝癌模型中实现成像诊断。