基于BCRP/MRP2的肝靶向纳米载体设计及其降低药物肝胆转运的研究

本研究拟应用具有转运蛋白BCRP和MRP2抑制作用的高分子聚合物（EOx-POy-EOx或R-EOx）为主要材料设计构建一种新型半乳糖修饰靶向肝脏转运蛋白的纳米脂质载体（ETI-NLC）。该ETI-NLC一方面可减少由特定转运蛋白介导的药物经胆汁排泄，降低药物对胃肠粘膜的损伤；另一方面,半乳糖修饰的ETI-NLC可靶向肝脏去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR），提高抗肿瘤药物对肝癌的治疗效果。此外，本研究通过建立客观、有效的BCRP和MRP2抑制效果体内外评价方法，从细胞水平、组织水平对ETI-PLN抑制转运蛋白的功效，减少药物胆汁排泄，降低胃肠毒性及肝靶向性的机理进行探索。同时，本研究将微观的基础研究与宏观动物模型评价相结合，为转运蛋白的操控从理论向应用迈进奠定一定的基础。

乳腺癌耐药蛋白（BCRP）和多药耐药相关蛋白2 （MRP2）在人体正常的肝组织和耐药肝肿瘤细胞中内均有高表达，其对于抗肿瘤药物毒性的产生以及肿瘤耐药性的发生有着举足轻重的影响，是肿瘤化疗失败的主要原因之一。本项目以BCRP为代表开展了基于转运蛋白的纳米载体设计和研究，以期在增加抗肿瘤疗效的同时，降低药物的毒副反应，实现抗肿瘤药物治疗的高效低毒化。首先，研究以高表达BCRP的MDCKII/BCRP细胞为模型，筛选出具有良好BCRP转运蛋白抑制活性的辅料PEO20-PPO70-PEO20，为纳米载体的处方设计提供了良好的基础。随后，实验发现BCRP在肝细胞内的高表达可介导喜树碱类底物药物经胆汁排泄入胃肠道，而产生严重的胃肠毒性。本研究采用筛选得到的具有BCRP抑制作用的功能性高分子PEO20-PPO70-PEO20为主要材料，包载临床应用中胃肠毒副反应严重的抗肿瘤药物CPT-11。研究显示，制备的纳米载体可将CPT-11及其代谢物SN-38经胆汁的排泄量降低约50%，显著减少CPT-11诱发的迟发性腹泻的发生率，改善药物所致消化道粘膜损伤。进而，研究将具有BCRP抑制作用的功能性高分子PEO20-PPO70-PEO20与半乳糖基结合，合成了一种兼具肝肿瘤靶向和抗耐药性的新型高分子材料GAL-PEO- PPO-PEO，并以其为修饰材料制备了一种双功能纳米载体LPG。该纳米载体在抑制转运蛋白BCRP介导底物药物外排的同时在体内还表现出良好的肝肿瘤靶向性，显著增强抗肿瘤药物对肝癌细胞的杀伤力，改善药物对肝癌的治疗效果。最后，为了避免纳米载体在到达靶部位前的药物泄漏，研究将具有BCRP抑制作用的功能性高分子PEO20-PPO70-PEO20修饰于核-壳纳米载体表面（PLB- MSN），该纳米载体可实现肿瘤细胞内触发式释药，同时阻断药物外排通路的效果。此外，机理研究表明，PEO20-PPO70-PEO20可作用于细胞内的线粒体，通过抑制氧呼吸链，降低ATP，从而实现抑制BCRP的作用；并且该抑制作用是短暂可逆的，可有效避免纳米载体对其它正常组织的毒副作用。综上，基于转运蛋白设计纳米载体可实现降低药物毒副作用，肿瘤靶向，触发式释药，抗多药耐药性，提药抗肿瘤药物疗效等功效。研究结果为抗肿瘤药物纳米载体的设计及临床前研究提供了思路和借鉴。