肿瘤微环境敏感的高效siRNA纳米传输体系的构建及应用研究

The RNA interference technique has drawn great attention in cancer treatment for its high specificity and efficiency over the past decades. Admittedly, it’s crucial that how to transfer the small interfering RNA (siRNA) into the target site (tumor cytoplasm) accurately and integrallty for an effective treatment. According to the transfer process of siRNA in vivo, an ideal highly effective and meanwhile safe carrier systems for siRNA delivery should meet all the requirements: long blood circulation time, efficient specific tumor targeting, enhanced cellular uptake and rapid intracellular release. So far, lots of strategies have been raised to improve the efficiency for tumor targeting delivery of siRNA, however, none of them fulfilled all the conditions above mentioned. Aiming at addressing this issue, novel carriers will be designed and prepared to achieve the complete release of siRNA into tumor cytoplasm. In addition, the introduced pH and reduction dual sensitivity of nanomedicine may prolong its blood circulation and enhance the tumor accumulation. The proposed research makes it possible to reduce the dose of siRNA and to enhance the efficiency for cancer therapy with RNA interference. In addition, the highly targeted delivery meanwhile site-release strategy of siRNA is applied for tumor immunotherapy, with the expectation to avoid the systemic immune side effects caused by antibody drugs as well as to provide a broader platform for the application of RNA interference.

RNA干扰疗法因其高特异性、高效性等特点，近年来被广泛用于肿瘤的治疗研究，如何将小干扰RNA（siRNA）精准、完整地传输到靶点位置（肿瘤细胞质）成为能否实现有效治疗的关键。根据体内输送过程，理想的传输体系需具备以下特点：血液循环稳定，高效肿瘤细胞特异性靶向，快速溶酶体逃逸和即时胞浆释药。目前，研究者们对siRNA传输载体的构建提出很多策略，但难以同时满足上述性能。本项目拟通过优化载体聚合物设计，借助pH、还原敏感，构建纳米载体体系，智能响应血液、肿瘤组织和细胞质等微环境变化，实现纳米药物高效的肿瘤细胞特异性靶向，最终将siRNA快速并完全地释放在靶点细胞质，发挥干扰治疗作用。通过本项目研究，可显著降低siRNA的有效治疗剂量并提高RNA干扰用于肿瘤治疗的疗效。将这种高效的精准导向、定点释放策略应用于肿瘤免疫治疗，有望规避抗体药物易引起的系统性免疫副作用，为RNA干扰的应用提供更广阔的平台

恶性肿瘤严重威胁着人类的健康安全，高效的肿瘤治疗方法一直是研究的重点。目前，基础研究一般从以下两方面着手，为肿瘤的临床治疗提供依据和参考：一方面，针对限制新型治疗方式应用的瓶颈问题，尝试探索其解决方案。如RNA干扰疗法因其高特异性、高效性等特点，是潜在的肿瘤高效治疗方法，如何将小干扰RNA（siRNA）精准、完整地传输到靶点位置（肿瘤细胞质）成为实现有效治疗的关键。另一方面，针对肿瘤病因复杂难治的特点，发展新的组合治疗手段，提高肿瘤治疗效果。本项目就上述siRNA的输送及肿瘤高效治疗的难题开展研究工作。. 首先，构建了系列高效siRNA输送聚合物载体体系。通过优化聚合物设计，借助pH、还原敏感，使纳米体系智能响应血液、肿瘤组织和细胞质等微环境变化，实现其高效的肿瘤细胞特异性靶向，并最终将siRNA快速并完全地释放在靶点细胞质（1 h内释放量超过80%），发挥高效的干扰治疗作用。另外，参照目前siRNA输送的金标准—支化聚乙烯亚胺（PEI）的多级胺结构，设计了生物相容性良好且能100%负载siRNA的载体体系，并借助超顺磁四氧化三铁（SPIO）实现siRNA的可视化输送。. 其次，针对肿瘤病因复杂及单独siRNA干扰疗效有限等难题，我们开发了系列联合输药体系。例如我们通过纳米载体共输送Arf6 siRNA和化疗药物喜树碱（CPT），通过下调Arf6蛋白水平的表达，诱导癌细胞内线粒体的聚集，产生大量的活性氧（ROS），级联CPT实现肿瘤的高效联合治疗。此外，我们还通过光声、光动力及免疫治疗的联合，打破了单药或单种方式治疗肿瘤的瓶颈限制，提升了肿瘤治疗的效果。. 本项目制备具有刺激响应性的纳米药物输送载体，可响应体内微环境等刺激，在肿瘤组织及癌细胞内能快速释放药物，对于提高药物疗效并降低其毒副作用具有重要意义。项目涉及多种药物联合治疗体系，成果可为发展纳米药物剂型打下基础。