靶向MMPs和肿瘤干细胞CD44受体温敏脂质体的功效与机理研究

Cancer stem cells (CSC) with drug-resistance, are the roots of tumor growth and progression, maintenance, metastasis and recurrence.CD44 is highly expressed in CSCs and other cacncer cells, rendering it functions as an importaint target for killing the cells. On the other hand,the matrix metalloproteinases (MMPs) within the tumor microenvironment can degrade the different components of the extracellular matrix, and then promote the tumor progression and metastasis. Thus, combined chemotherapy based on MMPs and CD44 can kill the CSCs and cancer cells efficiently. Herein, we use temperature-sensitive liposomes to co-deliver MMPs inhibitor (marimastat, MATT) and hyaluronic acid-paclitaxel (HA-PTX) prodrug to target site. The two drugs loaded in the liposomes, can be released simultaneously in tumor site after a local heating. The released MATT can function as breaking the microenvironment and then blocking the nutrient supply to the CSC, suppress the CSC proliferation and metastasis; whereas the HA-PTX prodrug target the CD44 marker of CSCs and cancer cells. The work includes: (1)preparation of temperature-sensitive liposomes;(2)evaluation of antitumor function; (3) illustration of incorpation mechanism for synergistic effect. Our work will provede a new strategy and theory mechanism for the cancer cure. The presence of previous results has provided important foundation for the project.

肿瘤干细胞（CSC）是肿瘤发生和复发的根源（耐药）；CD44在CSC高表达，是杀灭CSC的重要靶点。而肿瘤微环境中的基质金属蛋白酶（MMPs）是降解细胞外基质最为重要的酶类，可以降解细胞外基质，进而促进肿瘤生长、浸润和转移等。本课题利用温敏免疫脂质体同时包载MMPs抑制剂马立马司他（MATT）和透明质酸-紫杉醇前药（HA-PTX），通过热疗作用将两种药物递送于肿瘤部位,靶向于MMPs和肿瘤细胞与CSC 的CD44靶点，获得多靶点联合治疗肿瘤的效果。内容：（1）靶向温敏脂质体构建；（2）抗肿瘤作用评价；（3）协同机制研究。意义：探索新的抗肿瘤策略和新的理论机制。前期研究结果已为本课题打下了良好基础。

肿瘤微环境在诱导肿瘤获得性耐药和抵抗细胞凋亡的生理性调节中发挥了重要作用，它将肿瘤保护在一个特定的环境使其避免直接暴露于化疗药物中，为肿瘤生长提供条件。肿瘤的侵袭和转移是一个动态且复杂的过程，肿瘤细胞从原发病灶分离，然后发生局部浸润，对细胞外基质进行降解，侵入血管或淋巴管，最终转移到新的病灶部位定居并继续生长。因此，扰乱这种微环境的变化可以破坏肿瘤生存生长必需的条件，抑制肿瘤发展。实体肿瘤的微环境主要包括细胞因子、生长因子、激素、低pH、低氧和各种细胞外基质等。细胞外基质的降解与微环境有密切的关系，它是肿瘤微环境中最基本的组成成分，为肿瘤的生长、重塑、浸润和转移提供了条件。 .. 本研究首先将小分子基质金属蛋白酶抑制剂马力马司它（marimastat，MATT）通过薄膜分散法包载入温敏脂质体（LTSLs）中，在与透明质酸-紫杉醇前药（HA-PTX）混合，自组装形成杂交型纳米粒（HA-PTX/MATT-LTSL HNPs），从而实现HA-PTX和MATT的共递送。HA-PTX/MATT-LTSL HNPs以脂质体为母体，制备方便且具有较高的生物相容性与安全性，并且LTSLs在正常生理温度下磷脂膜刚性强，可以防止药物在到达病灶部位前在血液循环中的泄漏。最重要的是，在肿瘤部位联合局部热疗， HA-PTX/MATT-LTSL HNPs可以在局部高温的条件下迅速将两种药物释放到肿瘤微环境中，使MATT精确释放于其靶部位。另外，自组装在MATT-LTSLs表面的HA-PTX在LTSLs的携带下可以避免被血浆中的蛋白等物质吸附而安全到达肿瘤微环境并在热疗条件下产生局部高浓度，HA-PTX发挥HA-CD44的主动靶向作用介导PTX向肿瘤细胞中的递送，诱导肿瘤细胞凋亡。杀死肿瘤细胞与封锁肿瘤微环境的同时进行可以有效地发挥HA-PTX与MATT两种药物的协同作用，从而高效地杀灭肿瘤。为治疗具有高转移性的恶性肿瘤提供了一种新型纳米递送系统，为临床应用提供了实验基础，具有重要的科学意义。