针对多药耐药肿瘤的可视化pH敏感主动靶向给药系统的研究

Tumor multi-drug resistance (MDR) is one of the major causes for the failure of chemotherapy. Based on the molecular mechanism of multi-drug resistance, we designed a novel visualized pH-sensitive active target micelle drug delivery system. The micelle system is composed of the pH sensitive polymer skeleton, a 7 peptide as target ligand and a FRET pair for fluorescence imaging. The pH sensitive property of the micelle induces lysosome escaping, leading to quick increase of intracellular drug level; the 7 peptide can specifically bind to the overexpressing transferrin receptor on tumor cells and further increase the cell uptake of the micelle; FRET techniques can real-time monitor the micelle transport, distribution and disassembly in vivo and in cells to realize Imaging Guided Drug Deliver (IGDD). This new platform is a combination of target delivery, smart response and real-time imaging, which will provide a new strategy for reversing multi-drug resistance, and important information for further designing and optimizing pH sensitive drug delivery systems.

肿瘤多药耐药是化疗失败的重要原因之一。本项目基于肿瘤多药耐药的发生机制，拟设计一种可视化的pH敏感主动靶向新型胶束给药系统。该系统以pH敏感聚合物为骨架材料，表面修饰转铁蛋白配体7肽作为靶头，并化学标记FRET荧光探针，包载抗肿瘤药物阿霉素，用于多药耐药肿瘤的治疗。系统构成中的pH敏感材料可使胶束在溶酶体的酸性环境下迅速解离和释药，大幅提高药物在短时间进入细胞量，抵消P-gp的外排作用；7肽可通过转铁蛋白受体介导的主动靶向作用增加胶束的肿瘤选择性和细胞摄取；先进的FRET荧光成像技术可实时跟踪胶束在体内的分布和细胞中的转运、释药过程，实现成像导向药物递送（Imaging guided drug delivery，IGDD）。新系统集靶向递送，智能响应，可视化监测为一体，不仅为逆转肿瘤多药耐药提供了一种新思路，而且将为该类新型药物载体系统的临床应用提供实验依据。

肿瘤多药耐药是化疗失败的重要原因之一。本项目旨在构建pH敏感多功能纳米载药系统用于治疗多药耐药肿瘤。以聚组氨酸为pH敏感元件，利用其在肿瘤微环境的弱酸性条件下可发生质子化，引发纳米载体结构发生变化和药物释放, 并通过质子海绵效应帮助药物实现溶酶体逃逸。成功制备了两种纳米给药系统，并对其理化性质，释药性能进行了表征，从体内体外水平评价了其抗肿瘤作用效果。重要结果可概括为：（1）制备了可视化的pH敏感主动靶向新型胶束给药系统。该系统以pH敏感聚合物为骨架材料，表面修饰转铁蛋白配体7肽作为靶头，并化学标记荧光探针，包载抗肿瘤药物阿霉素。该系统显著增加了阿霉素在耐药乳腺癌细胞上的摄取和毒性，并具有体内肿瘤靶向性；（2）构建了以聚组氨酸(PHIS)为内核，以二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(DSPE-PEG)和卵磷脂(EPC)为单层外壳制备得肽脂粒（LPNs），包载抗肿瘤药物DOX，并用多肽iNGR(CRNGRGPDC)进行修饰。制备得到的iNGR-LPNs/DOX具有肿瘤特异的pH敏感性和主动靶向性，在化疗药物不敏感的乳腺癌模型上呈现出更强的细胞抑制能力、细胞摄取能力、肿瘤抑制能力和更小的毒副作用。本课题制备的pH敏感材料构建的纳米载体，具有显著的抗肿瘤效果，同时降低了化疗药物的毒副作用，为耐药肿瘤的治疗开拓了新的思路。