多功能纳米载体与靶点细胞相互作用的机制研究

纳米载体的理化性质是决定它能否有效进入细胞并释放药物的关键，已有工作未能系统研究纳米载体与靶点细胞的作用过程及机制。本项目提出一种利用ACPP和叶酸修饰的多功能脂质体，即构筑双重靶向的多功能载体给药系统。第一重靶向为利用配体与受体的特异结合到达靶组织，与靶细胞黏附。第二重靶向利用可激活穿膜肽在靶细胞的激活而载药穿透细胞，同时该多功能纳米载体用PEG修饰使其具有长循环性。在细胞水平和分子水平两个层面上，研究不同的功能修饰与靶细胞的相互作用。采用激光共聚焦显微镜、原子力显微镜等对标记的纳米载体和所载药物进入细胞的全过程进行追踪，动态观察不同修饰基对载药纳米粒在组织细胞中的分布、定位和清除过程的影响。研究纳米载体和模型药物与靶点细胞相互作用中的降解、代谢、利用、微环境变化等过程及机理。为提高载药纳米粒的特定靶点和特定途径有效给药提供理论指导，推动纳米医药学的发展。

基于肿瘤微环境分泌高浓度的蛋白水解酶和肿瘤细胞叶酸受体高表达的事实，合理地设计了由三段肽组成的多肽（细胞穿透肽-底物肽-屏蔽肽），可特异性的在肿瘤组织被肿瘤高分泌的蛋白水解酶水解成细胞穿透肽，即激活过程，载着药物（核酸和化疗药物）穿透肿瘤细胞，以及叶酸与叶酸受体的特异结合的性质，首次设计了肿瘤特异靶向的多功能纳米载体系统。我们进行了三个课题的系统研究，对多功能纳米载体系统的理化性质，细胞水平和分子层面上功能修饰与靶细胞的相互作用，体内和体外多功能纳米载体系统的靶向性、毒性、作用机理和抗肿瘤的效果进行了全面的评价。.1：前列腺特异性抗原（PSA）和前列腺特异性膜抗原（PSMA)在前列腺癌部位分泌显著上调，可作为靶向治疗前列腺癌的理想靶点。我们设计构建了一种可激活细胞穿透肽（ACPP）和叶酸双修饰的新型多功能脂质体，具备PSMA介导和PSA响应两种靶向机制。研究结果表明多功能脂质体提高了siRNA的血清稳定性，呈现最强的靶向性和最高效的跨细胞转运能力；通过内吞机理进入细胞，有效从内涵体/溶酶体中逃逸，显著增强了PLK-1 siRNA基因沉默效应，实现最显著的肿瘤细胞凋亡；在裸鼠肿瘤模型中，多功能脂质体赋予荧光探针更强的肿瘤靶向性和肿瘤部位更长的滞留时间；载PLK-1 siRNA的多功能脂质体有最强的肿瘤抑制能力和肿瘤细胞凋亡的诱导作用。叶酸和ACPP双修饰的脂质体作为一种新型载体，在恶性前列腺癌靶向治疗研究领域开辟了新途径。.2：基质金属蛋白酶（MMP-2/9等）与肿瘤形成和发展的不同过程均有相关性。为了有选择性的将化学治疗药物输送到肿瘤部位，减少毒副作用，本课题通过利用对肿瘤微环境敏感多肽(TMSP)和叶酸联合应用的优势，建立了一个对于肿瘤细胞更具有选择性和高效性的药物输送系统，构筑构筑负载多西紫杉醇的多功能纳米粒。多功能纳米粒呈现最强的靶向性和极好的肿瘤穿透能力。在实体瘤中，药物的不良渗透性经常导致治疗的失败。裸鼠体内抗肿瘤效果表明本研究设计的多功能纳米粒能够解决这个难题，与非靶向的纳米粒和商品化的制剂泰索帝相比，双靶修饰的纳米粒在减小肿瘤体积方面具有极好的效果，肿瘤抑制率达到98.84%，有重要的临床应用价值。.3：制备了一种新的多西紫杉醇胶束，相比于泰索帝，其药效显著增强而毒性降低，经TPGS修饰后具有抗耐药肿瘤的效果，是一具临床应用潜力的抗肿瘤药物。