新型多级载药系统介导siRNA沉默ATM基因对三阴性乳腺癌化疗抵抗和肿瘤转移的影响

Due to the lack of therapeutic targets, triple negative breast cancer (TNBC) has become the central issue in breast cancer research. Recent studies show that the key factor of DNA damage response pathway-ataxia telangiectasia mutated (ATM) gene is an important regulator of chemotherapy resistance and tumor metastasis. However, whether ATM will be an effective therapeutic target of TNBC still need to be elucidated since the newly developed ATM small molecule inhibitors face the problems of low selectivity and toxicities. In the previous study, we selected the highly specific RNA interference technology and have successfully fabricated the multistage vector(MSV) delivery system comprising of ATM siRNA-neutral liposomes loaded into nanoporous silicon particles (MSV/ATM). This new generation of smart nanocarrier has the advantages of good biocompatibility and tumor-high enrichment characteristics. Its knockdown effect has also been proved. This project will use MSV/ATM to silence ATM gene and further evaluate its synergistic effect with chemotherapy drugs in TNBC cells in vitro, and in murine tumor models. We will also study the possible inhibitory effect of MSV/ATM on TNBC lung metastasis. Molecular mechanisms of drug action will be explored too. The aim of this project is to provide the theoretical and experimental basis for this novel gene therapy strategy of TNBC.

三阴性乳腺癌（TNBC）因缺乏有效治疗靶点而成为乳腺癌研究领域的热点和难点。已有研究表明，DNA损伤应答通路关键因子-毛细血管扩张性共济失调症突变（ATM）基因对TNBC的化疗抵抗和肿瘤转移起重要调控作用。然而，能否以ATM为靶点有效治疗TNBC，目前尚不清楚。其困境之一在于现有的ATM小分子抑制剂专一性不强，毒副作用大。我们在前期研究中选择了特异性更强的RNA干扰技术，并成功构建了多孔硅-中性脂质体-ATM 小干扰RNA（siRNA）多级载药系统（MSV/ATM）。这种新一代智能型纳米载体生物相容性好，肿瘤富集多，能有效阻断TNBC肿瘤组织内的ATM表达。本项目拟以ATM为靶点，应用携载ATM siRNA的多级载药系统，在TNBC细胞及原位瘤、肺转移瘤动物模型中，探讨MSV/ATM协同提高化疗药物疗效及抑制转移的效果与机制。该项目将为开拓TNBC基因治疗新途径奠定理论和实验基础。

项目背景.乳腺癌是发生于女性乳腺腺体及导管的恶性肿瘤，近年来，我国女性乳腺癌的发病率迅速上升，已成为危害我国妇女健康的主要恶性肿瘤之一。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（triple negative breast cancer, TNBC），相较其他类型乳腺癌，其预后更差、恶性程度更高、侵袭性更强，易局部复发和远处转移。虽然TNBC对化疗药物有比较高的敏感性，但常规剂量治疗后易引发耐药，毒副作用亦明显，并且对晚期TNBC远处转移患者无效。因此，寻找提高化疗药物敏感性、抑制肿瘤转移的新靶点已成为当前亟待解决的问题。.多级载药系统（Multistage vector delivery system, MSV）由一级载体—多孔硅微颗粒、二级载体—纳米颗粒和三级药物成分所组成。其可紧密粘附肿瘤血管，释出纳米载体进入肿瘤组织，通过所载活性药物，达到治疗肿瘤的目的。以多级载药系统作为小干扰RNA载体，沉默肿瘤DNA损伤基因ATM，是提高化疗敏感性、防治肿瘤转移的新型手段。.研究内容、重要结果、关键数据.本项目制备出的多级载药系统，可安全、高效携载小干扰RNA，特异性的将ATM siRNA运载到肿瘤组织，具有良好的体内外ATM沉默效应。本研究进行了MSV/ATM表征、体外细胞学和体内动物模型研究。结果表明，MSV/ATM在体内外水平均可明显提高三阴性乳腺癌细胞的化疗敏感性。抑制ATM可影响TNBC的侵袭转移能力，其作用可能与影响肿瘤细胞分泌免疫因子有关。.科学意义.本项目通过构建多级载药系统，携载小干扰RNA来沉默特异基因表达。在三阴性乳腺癌细胞体外培养和体内裸鼠原位移植瘤模型中，探究了ATM作为有效治疗靶点影响TNBC化疗敏感性及肿瘤转移的可行性及作用机制。本研究将为未来乳腺癌基因治疗提供理论和实验依据。