多配体靶向肝肿瘤的载药纳米胶束系统及其协同靶向机制的研究

Aptamer TLS11a is highly specific for hepatoma and have excellent binding affinities. CendR peptide is hepatoma-penetrating peptide and can penetrate outer cells into the center of hepatoma. At present, the nanomicelle for hepatoma-targeted drug delivery can only penetrate 3−5 cell diameters and mainly locate around tumor vessels and there are bad specificity and an insufficient intracellular drug accumulation for target cell. To overcome these problems, pH-responsive amphiphilic polymer (MPEG-PBAE), long-chain-alkyl TLS11a (R-TLS11a) and long-chain-alkyl CendR(R-CendR) were designed and synthesized, then the polymer (MPEG- PBAE) and hepatoma-targeting ligand R-TLS11a and/or R-CendR were self-assembled into micelles. Superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles and /or an anticancer drug doxorubicin (DOX) were coencapsulated. The mechanism and characters of micelles for hepatoma-targeted drug delivery was investigated. We employed laser confocal scanning microscopy to investigate drug delivery in intra-cellular structures of live cells, and used Carestream to show the nanomicelle distribution and real-time inhibition effficacy of nanomicelle in vivo. MRI was used to monitor nanomicelle aggregation in tumor site. We hope to acquire a multi-ligand-directed micelles for hepatoma-targeted drug delivery, enhanced cellular uptake and cytotoxicity in vitro and highly accumulation and penetration in the tumors in vivo.

最近报道核酸适配子TLS11a能够高特异性、高亲和性地结合肝癌细胞；肿瘤穿透肽CendR不仅能特异性地结合肝癌细胞，而且能穿透多层细胞进入肝肿瘤内部。目前靶向肝癌的载药胶束存在特异性差，不能进入肝肿瘤内部和难以快速在病灶部位富集等问题。为了解决这些问题，本项目设计、合成pH响应的两亲聚合物MPEG-PBAE，疏水长链偶联TLS11a和CendR的两亲配体（R-TLS11a，R-CendR），用MPEG-PBAE包裹阿霉素和疏水性的磁纳米颗粒形成胶束，同时自组装插入R-TLS11a和或R-CendR在载药胶束上，获得各种高靶向性的载药胶束。通过磁性引导所构建的靶向载药胶束快速富集于病灶部位，研究这二种高性能配体以及它们结合磁纳米粒子靶向肝癌的药物传递机理，希望通过研究不同配体的协同靶向机制，最终能找到精准靶向肝癌细胞，快速富集于病症部位，同时也能进入肝肿瘤内部的自组装靶向载药胶束系统。

具有生物活性的药物由于其特殊的理化性质, 往往直接应用于临床的疗效欠佳。因此研制开发新型的药物递送系统,使其更好地应用于疾病的治疗和预防,已经成为当前的研究热点。药物体内高效传递系统研究对于解决药物目前存在的瓶颈问题并实现药物产业化具有重大意义。本项目是设计，合成和制备各种智能纳米颗粒/水凝胶药物载体，以便实现药物的高效递送降低药物的毒副作用，提高药物的利用度。主要研究内容：1.氟、氮掺杂碳量子点基因递送载体合成以及性能研究：设计合成了新型掺氟碳量子点(FCDs), 发现其有极高的EGFP和荧光素酶基因转染效率，毒性低，不仅表现出良好的转染效率，而且在高血清浓度和低DNA剂量的情况下也能进行高效转染，具有实际应用前景；2. 智能多糖水凝胶的合成及其在药物递送方面的研究：以索拉胶多糖为基材，通过接枝，交联和修饰等手段探讨了水凝胶形态，形貌，孔径等各种结构因素对其药物递送性能的影响，探讨了各种智能响应（pH，离子强度，温度等）方式的递送效果。制备索拉胶/聚N，N-二乙基丙烯酰胺水凝胶，研究了其对药物双氯芬酸钠的递送行为。随着温度升高，凝胶收缩，药物释放速率显著提高，表现出温度控制释放能力。通过接枝共聚法制备了索拉胶/聚N，N，N-三甲基-3-（2-甲基烯丙酰氨基）-1-氯化丙铵水凝胶，该水凝胶为离子强度敏感型，在离子强度较高的环境下处于收缩状态。分别以小分子药物双氯芬钠和大分子药物胰岛素为药物模型，对其药物输送行为进行了研究。结果表明，该阳离子水凝胶对阴离子药物-双氯芬钠具有极好的吸附能力，对中性大分子药物胰岛素吸附较弱，当环境pH为7.4时凝胶所负载的药物可被释放出来。制备了索拉胶/聚甲基丙烯酸水凝胶，该凝胶具有pH敏感特性。在酸性环境下处于收缩状态，在中性条件（pH = 7.4）下达到最大溶胀数值。实验表明，在pH = 5的条件下药物的释放速率明显高于pH = 7.4时，结果表明该水凝胶作为药物载体可在癌细胞环境下进行药物释放。