基于逆转肝癌多药耐药的siRNA/化疗药物靶向纳米共载体系的研究

Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common cancers and has become the second cause of cancer death in China. Multidrug resistance (MDR) is a primary hindrance for efficiency of chemotherapy of HCC. The expression of MDR1 gene and its expression product, P-glycoprotein (P-gp), is one of the main drug-resistant mechanisms. Recently, the combination of gene therapy targeting MDR1 and chemotherapy is believed a new and useful strategy to treat HCC. This project constructs a novel carrier nano-system of anti-MDR1 siRNA and chemotherapeutic drug. The nano-system is composed of a hydrophobic core formed by the complexation of siRNA with PLGA/PEI, and a hydrophilic shell of pH sensitive imidazolyl-modified pullulan which conjugated with cisplatin (CDDP). This nano-system can accumulate in the liver through the targeting effect of pullulan. After entering into tumor cells, siRNA can be rapidly released by corresponding to the acidic pH of endosome, but the release of DDP is controlled by the chemical bond breaking. Thus, two therapeutic agents can be released orderly and exert the combined effects to treat liver cancer. Moreover, our project also evaluates the therapeutic effects targeting liver cancer of this nano-system and investigates its mechanism by the in vitro and in vivo experiments.

肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一，是位居第二的癌症“杀手”，肝癌耐药（MDR）是化疗失败的主要原因。多药耐药基因MDR1及其表达产物P-糖蛋白（P-gp）是造成耐药的主要机制之一。近年来，针对MDR的基因与化疗药物的联合应用被认为是具有广阔前景的肝癌治疗新策略。本研究拟构建一种用于逆转肝癌耐药的小干扰RNA（MDR1 siRNA）和抗肿瘤药物顺铂的共载体系，以期实现对肝癌的联合治疗。共载体系的疏水核由siRNA与PLGA-PEI复合而成，亲水外壳由偶联化疗药物顺铂的pH敏感-普鲁兰多糖衍生物包裹而成。共载体系通过多糖的主动靶向作用蓄积于肝脏，通过对肿瘤细胞内涵体弱酸性的响应实现siRNA的胞内释放；化疗药则通过化学键的断裂调控释放，从而完成两种治疗剂的靶向传输，有序释放，协同作用。本项目还将通过体外及动物体内实验综合评价体系的抗肝癌作用，并探讨其作用机制。

原发性肝细胞癌（hepatocellular carcinoma, HCC）是我国常见的恶性肿瘤之一，是位居第二的癌症“杀手”。化疗是治疗肝癌的常用方法之一，然而大部分肝癌易对化疗药物产生多药耐药性，从而严重限制了其在临床上的应用。因此，探索有效的肝癌治疗策略意义重大。本项目设计并构建了基于普鲁兰多糖的基因/化疗药物纳米共载体系，这种具有核壳结构的纳米载体可以成功递送基因及药物。首先合成了pH敏感的尿刊酰基普鲁兰多糖URPA，其中尿刊酰基取代度为5.2%。URPA具有显著的pH敏感性，响应pH值为6.5。化疗药物甲氨碟呤（MTX）高效偶联于URPA多糖骨架，形成高分子前药MTX-URPA；MTX的含量约为17.8%。成功制备了规整球形的MTX-URPA纳米粒，平均粒径为187.1 nm；该纳米粒表现出对肝癌HepG2细胞的高亲和性。进一步合成了聚氨基酯PBAE与MTX-PL， MTX-PL分子中MTX的含量约为15.2%。聚合物PBAE表现出对基因的高效复合能力，PBAE/pEGFP纳米复合物的最佳质量比为50/1。MTX-PL成功包覆于基因纳米复合物的表面，形成具有“核壳结构”的MTX-PL/PBAE/pEGFP共载纳米粒，从而实现了基因与化疗药物的有效共载。共载纳米粒的平均粒径为172.9 nm，分布较均匀，表面电位呈中性。通过纳米共载体系的递送，实现了pEGFP在肝癌HepG2细胞中的高效转染以及对细胞生长的显著抑制左右。将设计合成的功能性siRNA/化疗药物的纳米共载体系尾静脉注射于裸鼠皮下成瘤模型，活体成像结果显示具有良好的肝癌靶向作用及协同抑瘤效应。该纳米共载体系实现了基因与药物的高效共载、细胞水平的协同作用以及动物体内的肝癌靶向递送，实现了联合多种治疗方法对肝癌的抑制作用，为解决临床肝癌治疗难题提供了新的策略。