雄性激素分子印迹磁性纳米材料在前列腺癌内分泌治疗中的实验研究

Prostate cancer is a common malignant tumor in male genitourinary system, it morbidity is increasing every year. Androgen receptor activated by testosterone and dihydrotestosterone is targeted drug therapy in tumor. Molecularly imprinted magnetic nanomaterials can effectively block the signal pathway based on whose specific recognition, security, magnetic guidance, and rapid separation. This project is to synthetize core-shell magnetic imprinted polymers adopting nanomaterials as core and testosterone and dihydrotestosterone as template molecules by different polymeric methods. The resulting molecularly imprinted magnetic nanomaterials will have strong magnetic response, high density of effective imprinted sites, high adsorption capacity, and good selectivity for testosterone and dihydrotestosterone. The ability of adsorption and rapid removal of androgens, magnetic field positioning, metabolic pathways and security of the molecularly imprinted magnetic nanomaterials in the prostate cancer vivo and vitro will be verified by molecular biology experiments. The project will provide new ideas and methods for clinical drug research.

前列腺癌（PCa）是男性生殖系统常见恶性肿瘤之一，发病率呈逐年增长趋势。由睾酮、双氢睾酮激活的雄性激素受体通路是PCa治疗的主要靶点。分子印迹磁性纳米材料因其独特识别性、安全性、磁场引导性和易于分离性可在细胞内高效阻断此信号通路。本项目拟以睾酮和双氢睾酮为模板分子，磁性纳米球为核、分子印迹聚合物为壳，采用多种聚合方法，制备出多种磁响应强、印迹位点均匀、吸附容量高、选择性好的核-壳结构的双模板分子印迹磁性纳米材料，实现对睾酮和双氢睾酮的特异性吸附去除；并利用分子生物学实验验证其在前列腺癌肿瘤细胞和裸鼠荷瘤动物模型中能够抑制雄激素与其受体结合从而影响肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡，同时考察其在体内外代谢途径和安全性、以及在外加磁场引导下的汇聚效果等。本项目为前列腺癌临床内分泌治疗药物的研发提供新的思路和方法。

雄激素在前列腺癌的进展中发挥重要作用。在本研究中，采用具有良好生物相容性的新型磁性分子印迹聚合物选择性分离和去除前列腺癌细胞中的雄激素睾酮以抑制肿瘤的增殖。通过以磁性纳米球为载体，睾酮为模板分子，明胶为功能单体制备了睾酮磁性分子印迹聚合物（MIPs）。采用透射电子显微镜，X射线衍射和振动样品磁强仪对所制备的MIPs进行了系列物理化学表征，证明材料的成功制备。为了进一步验证MIPs是否可以去除生物样品中的睾酮，选择LNCaP（雄激素依赖性）和C4-2（雄激素非依赖性）前列腺癌细胞作为细胞模型，通过免疫荧光法和实时定量聚合酶链反应，分别观察并检测雄激素受体（AR）的核易位情况和PSA mRNA的表达；并利用细胞流式细胞仪，分析检测MIPs对细胞周期停滞的影响。结果表明，合成的MIPs具有均匀的核壳结构，结晶度高，磁饱和度强，并且表现出对睾酮高的吸附容量、快速吸附动力学和优异的选择性。此外，所制备MIPs可作为固相萃取剂与高效液相色谱联用，实现选择性地富集和检测LNCaP细胞样品中的睾酮含量。在细胞水平，MIPs可以自由进入前列腺癌细胞并抑制AR进入细胞核。进一步研究发现，MIPs还可抑制LNCaP和C4-2细胞中AR下游靶基因的上调，并在雄激素依赖性LNCaP细胞中抑制细胞生长并诱导明显的细胞周期停滞。总而言之，所制备的睾酮磁性分子印迹纳米材料可以自由进入前列腺癌细胞，特异性地结合并去除前列腺癌细胞中的睾酮，进而抑制睾酮-雄激素受体通路，抑制前列腺癌细胞的增殖，可作为去势治疗的新选择。