纳米颗粒生成器与靶向肿瘤干细胞联合治疗晚期三阴性乳腺癌的研究

Despite recent advances in precision cancer medicine, effective cancer treatment has been rare in late stage triple negative breast cancer mainly due to effective drug accumulation to the disease site. Rapidly developing therapy resistance leads to tumor recurrence and metastasis, causing a high mortality rate in these patients. This project intends to solve the unmet medical problem by developing strategies to overcome therapy resistance in metastatic breast cancer. We have developed an injectable nanoparticle generator (iNPG) to enable sequential drug passage over various biological barriers. We will apply this multi-functional platform to effectively generate polymeric doxorubicin nanoparticles (pDox) in situ so as to combat therapy-resistant cancer cells more effectively. In addition, we will apply a multistage vector (MSV) platform to delivery CSC-targeted siRNA (CD44-siRNA) in order to silence key breast cancer stem cell genes. We will apply iNPG-pDox and MSV/CD44-siRNA in combination treatments and fully evaluate therapeutic efficacy and their mechanism of action in in vitro and in vivo settings. This research has the potential to provide an effective treatment strategy for late-stage breast cancer.

近年来，在乳腺癌精准治疗方面已取得较大进展，但晚期三阴性乳腺癌尚无有效治疗方法。迅速产生的耐药导致肿瘤复发和转移，严重危及患者生命。本项目拟针对临床治疗难题—已发生治疗抵抗的转移性三阴性乳腺癌开展研究。一方面，应用近期成功研发的可注射纳米颗粒生成器（iNPG），突破体内多重生物屏障，实现药物在转移瘤组织内高富集；另一方面，构建主动靶向CD44蛋白并高效携载乳腺癌干细胞调控基因siRNA的多级载药系统（MSV/CD44-siRNA），根除乳腺癌干细胞、克服耐药。从体内外水平综合评价iNPG-pDox与MSV/CD44-siRNA联用，治疗耐药性三阴性乳腺癌肺转移瘤的潜力及机制，这将对探索晚期乳腺癌的治疗新策略具有重要意义。

乳腺癌已成为世界范围内排名第一的恶性肿瘤，发病率呈现上升趋势。尽管乳腺癌综合治疗方面取得了较多进展，但雌激素受体、孕激素受体和人类表皮生长因子2均缺乏的三阴性乳腺癌（TNBC），相较其他类型乳腺癌，其预后差、恶性程度高、侵袭性强，易复发和远处转移。针对晚期耐药的三阴性乳腺癌转移瘤临床疗效差的瓶颈问题，寻找治疗新策略至关重要。而乳腺癌干细胞正是肿瘤耐药的根源，成为攻克该瓶颈的关键。我们的前期研究发现可注射纳米颗粒生成器（iNPG-pDox）在TNBC肺转移瘤中显示出良好的治疗效果。申请人在此研究基础上提出：将根除乳腺癌干细胞与可注射纳米颗粒生成器治疗相结合，有可能突破晚期TNBC治疗这一难关。项目执行四年来，本课题组完成了这一创新性研究工作，并且取得了较好的结果。主要进行了以下方面的研究工作：首先在三阴性乳腺癌干细胞中筛选出耐药关键基因c-Myc，并在多种水平予以了验证；构建纳米多级载药系统（MSV），可安全、高效携载c-myc小干扰RNA，特异性的运载到乳腺癌组织，具有良好的基因沉默效应；从乳腺癌干细胞角度探究了iNPG-pDox的抗肿瘤效果及机制，发现iNPG-pDox治疗对三阴性乳腺癌肺转移瘤生长有显著的抑制作用，其作用较阿霉素脂质体Doxil更强，且大剂量多次给药效果最佳；进一步在耐药的三阴性乳腺癌细胞及肺转移瘤动物模型中探究了iNPG-pDox与MSV/c-myc联用的疗效及分子机制。发现与单一给药相比，联合用药具有更好的治疗效果，作用机制与抑制乳腺癌干细胞生成有关。通过本项目实施不仅为晚期三阴性乳腺癌治疗提供了新的策略，而且还有望对其他晚期恶性肿瘤具有指导意义。综上，我们在该项目资助下，圆满完成了既定的研究任务，得到了一系列有意义的研究成果，为未来应用基础研究和临床转化奠定了坚实的研究基础。