基于纳米囊多元化治疗难治/复发急性髓性白血病制剂的设计及机制研究

The failure of convenional chemotherapy in refractory/ relapsed acute myeloid leukemia (AML) patients has been linked to the multidrug resistance (MDR). Improving outcome of the treatment depends on multiple therapy since the current strategy has not always been suf?ciently effective. Nanocapsules as one of the important drug carriers represent a promising opportunities in drug delivery system (DDS). Based on our previous study in which multifunctional nanomedicine platforms reverse multidrug resistance in leukemia, we will fabricate the nanocapsules loaded chemotherapeutic agents of Daunorubicin (DNR) and Cytosine arabinoside (Ara-c) and reversal agent of Cyclosporine A (CsA), and modified granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) to explore the new strategy and its mechanism of the multiple therapy for refractory/ relapsed AML in vitro and in vivo. The nanocapsules could improve tumor targeting performance because of the specific recognition of GM-CSF and its receptor on the AML cells and the MDR ones, reverse MDR by CsA in real time, and consistent with the clinical practice of the combinational chemotherapy regimens of DNR and Ara-c. Thus, the integrated multiple therapy could enhance the antileukemic effects, attenuate side effect, reduce the risk of AML relapse, and overcome AML refractory, which would provides evidence for the clinic.

难治/复发急性髓性白血病（AML）尚无理想的治疗方法，多药耐药是其重要原因之一，其依赖于多元治疗策略逆转多药耐药、提高化疗疗效。纳米囊是重要的药物载体，在药物传输系统中具有广阔的应用前景。基于我们前期利用纳米技术平台构建多元化方法逆转白血病多药耐药的系列研究，丰富内涵、扩展外延，本项目将构建新型粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）靶向修饰，共载柔红霉素(DNR)、阿糖胞苷（Ara-c）化疗药物及多药耐药逆转剂环孢素A(CsA)的纳米囊制剂，探索多元治疗难治/复发急性髓性白血病新策略及其机制。即GM-CSF特异性结合白血病及其多药细胞表面GM-CSF受体（GM-CSFR），主动靶向治疗；CsA及时释放、实时逆转多药耐药；DNR、Ara-c两药联合化疗方案符合临床实际；多元治疗策略有机系统整合，从而提高化疗效果、减少毒副反应、降低白血病复发风险、提高难治白血病疗效，为临床应用提供依据。

难治/复发急性髓性白血病（AML）尚无理想的治疗方法，多药耐药是其重要原因之一。纳米囊是重要的药物载体，具有广阔的应用前景。本项目构建逐层装载化疗药物阿霉素（doxorubicin，Dox）、多药耐药逆转剂环孢素A(ciclosporin A，CsA)的核/壳结构纳米囊（nanobubbles，NB）制剂，该制剂的核中包裹Dox，壳中含有CsA，即CsA/Dox/NB。体、内外采用流式细胞术、细胞毒性试验、免疫印迹法等方法研究CsA/Dox/NB对高表达多药耐药相关蛋白1（MRP1）人白血病多药耐药细胞株HL60/ADM抗肿瘤及逆转多药耐药能力。体外研究结果显示，制剂中的CsA可以成功地抑制MRP1的表达和功能，逆转多药耐药，增加肿瘤细胞内Dox浓度，抑制肿瘤细胞增殖，阻滞细胞周期于G2/M期；体内结果亦表明制剂可以抑制裸鼠肿瘤生长，显示良好的应用前景。在此基础上，我们进一步将临床常用的白血病治疗DA方案（柔红霉素（daunorubicin, DNR）、阿糖胞苷（cytosine arabinoside, Ara-c））装载至纳米囊。由于大多数白血病细胞都表达粒细胞—巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF），我们利用细胞因子与其受体的特异性结合介导的靶向杀伤新策略。进一步构建了新型GM-CSF靶向修饰，共载化疗药物DNR、Ara-c及多药耐药逆转剂CsA的纳米囊制剂，即GM-CSF/CsA/DNR/Ara-c/NB，探索其多元治疗难治/复发急性髓性白血病新策略及机制。GM-CSF 特异性结合白血病细胞表面GM-CSF受体（GM-CSFR），主动靶向治疗；CsA 即时释放、实时逆转多药耐药；DA联合化疗方案符合临床实际；多元治疗策略有机系统整合。体外研究结果显示，制剂中的CsA可以成功地抑制多药耐药相关蛋白功能，实时逆转多药耐药，增加肿瘤细胞内的化疗药物的浓度，抑制肿瘤细胞增殖。分子生物学机制研究表明，GM-CSF/CsA/DNR/Ara-c/NB上调促凋亡基因Bax表达，下调抑凋亡基因Bcl-2的表达，进而活化Caspase3表达，诱导肿瘤细胞凋亡。体内结果亦表明GM-CSF/CsA/DNR/Ara-c/NB明显抑制裸鼠肿瘤生长、降低白血病复发风险，提高难治白血病疗效，为临床应用提供依据。