let-7b靶向肺癌细胞提高放疗杀伤作用及机制的实验研究

Resistance to radiation is the main cause of treatment failure in lung cancer. Research on tumor suppressor miRNA is an important means to solve this problem. Let-7 is one of pivotal tumor suppressor microRNAs, however, the effect of let-7 targeted lung cancer cell (LCC) alone to improve the radiotherapy sensitivity is not significant. Our previous research revealed that let-7 is abnormally expressed in LCC. CDKN1A and CDKN1B are the targets of let-7b. Overexpressed let-7 will eliminate G1/S block, thus induce the sensitivity of LCC to S phase-specific chemotherapeutic agent-CPT-11. Thus, we developed a novel dual nanocarrier system let-7b CPT-11 co-loaded HA-chitosan nanoparticle (CNP). HA, conjugated with the NP, can combined with CD44 on the surface of LCC, thus targeted LCC to restore its let-7b level. Let-7 will eliminate G1/S block, increase the proportion of S phase LCC and improve the killing effect of radiotherapy to LCC by CNP. We will explore the role of DNA damage repair genes. Our research will provide new therapeutic strategies for overcoming the radioresistance of lung cancer.

放疗抵抗是肺癌治疗失败的主因，目前基于抑癌miRNA的研究是解决问题的重要方向。let-7是其中最重要的一个抑癌miRNA，但单独应用let-7靶向癌细胞提高放疗敏感性的作用不明显。我们前期发现，let-7在肺癌细胞（LCC）中异常表达，CDKN1A和CDKN1B为其靶基因，let-7表达增加可消除细胞G1/S阻滞，对S期特异性化疗药CPT-11敏感。在此基础上，本项目设计了一种新型的双源纳米粒子let-7b CPT-11 co-loaded HA-chitosan NP (CNP)，将let-7b与CPT-11包装入纳米粒子，通过透明质酸靶向LCC，let-7b消除细胞G1/S阻滞，进入S期细胞比例增多，CPT-11联合放疗提高放疗的杀伤作用，并研究DNA损伤修复基因在其中的作用，为克服肺癌放疗抵抗提供新策略。

抑癌miRNA是解决肺癌治疗中放疗抵抗的重要手段，结合纳米技术提高药物治疗效率是解决问题的关键。本项目以肿瘤治疗和癌症早期检测作为出发点，设计了多种miRNA纳米载体及荧光探针，携带具有治疗和检测功能的核酸适配体，通过纳米材料多功能设计，探索纳米药物及探针对肿瘤治疗和检测的有效性。具体工作包括：1. 基于let－7b的放疗抵抗耐药机制及肺癌治疗研究，检测了H460、H1299表面 CD44 表达情况，通过Western-blot 检测p21 和p27 的表达。发现let-7b mimic 抑制MRC5a-SV、Hela中p21 和p27 的表达，let-7b mimic 抑制M059J p27 表达。在let-7b 低表达与 肺癌细胞(LCC)的放疗抵抗相关性研究及复合材料载体制备方面，我们发现let-7b调节LCC的放疗敏感性，let-7b调节肺癌细胞的放疗敏感性与抑制原癌基因Ras表达相关。在此基础上，本项目进一步设计了核/壳结构的Au@mSiO2纳米复合材料，探索了介孔硅材料miRNA小分子的载体性能和药物缓释性能。2. 针对解决PDT乏氧限制和治疗监控问题，本项目设计合成一种联合PDT及乏氧激活治疗的复合纳米材料BSA-Ce6-C6-TPZ。该设计策略主要为了解决限制PDT的两大问题，即疏水性的光敏剂在体内的递送问题及氧气不足对PDT的限制。我们利用BSA作为载体，连接PDT光敏剂Ce6分子和香豆素荧光分子，利用BSA的生物安全性和体内稳定性，实现了细胞水平和动物水平的肿瘤光动力学治疗。动物实验中，获得了有效的肿瘤抑制结果，肿瘤生长抑制率(TGI)可以达到91.3%。 3. 将阿霉素化疗药物与光动力学治疗方法联合, 探索协同肿瘤治疗方法，本项目利用脂质体修饰磁性纳米材料，并实现磁性纳米晶与脂质体之间夹层的阿霉素药物释放，通过两种途径的组合实现肿瘤的协同治疗作用。4. 利用上转换荧光的特殊光学性质，实现了肿瘤标志物的高灵敏度检测，另外在上转换纳米探针表面修饰核酸适配体，实现了能量分子ATP的高灵敏度检测。.基于以上工作，本研究目前共发表8篇SCI文章，1篇中华系列文章，3篇核心期刊文章，顺利完成了本项目的预定目标，本项目的完成为miRNA抑制肿瘤以及相关纳米材料的肿瘤检测与治疗方面提供了重要临床应用依据。