基于“逐级靶向-免疫”机制的去甲斑蝥素介孔SiO2/脂质复合递药系统克服肝癌多药耐药研究

Norcantharidin (NCTD) have the potential of overcoming the liver tumor multidrug resistance (MDR) by inducing cancer stem cells (CSCs) apoptosis through affecting mitochondrial function, but the toxicity and short half-life hinder NCTD fully kill the liver cancer stem cells (LCSCs). Our research focused on the solution to the problem, and will construct "Mesoporous Silica Nanoparticles Encapsulated in Copolymer-Lipid Bilayer" (Ad/TPP-LB-(NCTD@MSN)) using "progressively targeting-immune" techniques which could efficiently delivery NCTD into LCSCs. Ad/TPP-LB-(NCTD@MSN) will target to the liver tumor issue by the "enhanced permeability and retention" effect. Then, the Ad/TPP-LB-(NCTD@MSN) will target to the LCSCs induced by the EpCAM which could also enhance the efficacy by the active immune IgG response. In the last step, TPP-LB-(NCTD@MSN) will be delivered into mitochondria by the high membrane potential in LCSCs, and the NCTD will be controlled released in mitochondria by the pH-sensitive MSN carrier. Ad/TPP-LB-(NCTD@MSN) will help NCTD fully kill LCSCs, and overcome the liver MDR. Our research will not only develop the research strategy on how to reduce the toxicity and enhance efficacy of NCTD, but also provide the new idea and method for the construction of toxic traditional Chinese medicine targeting to the CSCs.

本项目针对去甲斑蝥素虽然能够通过影响线粒体功能诱导肿瘤干细胞凋亡、克服肿瘤多药耐药，但毒性大、半衰期短，难以充分起到杀伤肝癌肿瘤干细胞作用的难题，拟应用逐级靶向技术与免疫机制，构建具有“逐级靶向-免疫”功能的肝癌肿瘤干细胞高效递药系统。以介孔SiO2/脂质复合递药系统，通过长循环、EPR效应达到富集至肝脏肿瘤部位的目的；再以EpCAM为靶点，通过抗原-抗体机制识别肝癌肿瘤干细胞，实现一级主动靶向，并激活IgG免疫反应，联合增效；最后通过TPP介导，使递药系统入胞后，依赖高电位能进入线粒体，实现二级主动靶向；同时，利用介孔SiO2的载体特性，在线粒体中实现pH敏感“控释”响应性释药，使去甲斑蝥素发挥高效、持久的杀伤肝癌肿瘤干细胞作用，达到克服肝癌多药耐药的目的。本项目的完成为实现去甲斑蝥素“增效减毒”提供新的研究策略，同时为构建有毒中药靶向肿瘤干细胞递药系统提供新思路和新方法。

去甲斑蝥素（NCTD）在临床应用时，具有半衰期短、毒副作用明显等不足，其在水溶液中，以开环水解的二元羧酸形式存在（DM-NCTD）。在本项目中，我们为解决上述问题，采用制剂手段，进行了NCTD的“减毒增效”研究。首先，我们选用生物相容性良好的脂质材料，并通过叶酸修饰，制备具有主动靶向特性的长循环脂质体，以达到降低原药毒副作用、延长体内半衰期、提高在肿瘤部位靶向性的目的。我们所制备的普通脂质体和叶酸主动靶向脂质体粒径均一，外观圆整，在体外中性条件下能够缓慢释放；且在体外中性、避光、4 °C的条件下30天内粒径和包封率均没有明显变化；主动靶向脂质体组相比于普通脂质体组，能够产生更强的细胞毒性（P < 0.05）；在项目开展期间，我们建立了快速、灵敏、稳定的LC-MS/MS体内分析方法用于昆明小鼠的体内药动学和组织分布研究；两种脂质体给药组相比于原药组，在正常小鼠体内具有更好的长循环特性（P < 0.05），但主动靶向脂质体组生物利用度较低。同时，其表观分布容积较大，提示具有向组织脏器浓集的特性；主动靶向脂质体能显著提高药物在肿瘤部分的靶向性，并且可以降低其肾靶向性（P < 0.05），有利于降低药物的泌尿系统毒性；主动靶向脂质体能显著提高药物对荷瘤小鼠的抑瘤率（P < 0.05），且产生更明显的肿瘤细胞凋亡；脂质体组在体内抗肿瘤作用研究给药期间，荷瘤动物体重变化同模型组一致，亦未见对主要组织脏器产生明显毒性。其次，我们选用氯二甲基十八烷基硅烷（CH）修饰的介孔二氧化硅（MSN）为载体材料，以期构建更加稳定、可控的载体。研究表明，氨基修饰的MSN有利于DM-NCTD的包载；红外数据结果显示，CH成功修饰在MSN-NH2；载FITC的MSN-NH2在CH修饰前后的水相/油相中的荧光现象显示，CH修饰后MSN外表面极性变小，与脂质层更易结合，为后续载DM-NCTD脂质/介孔SiO2载体的构建奠定基础。