受体介导的纳米载体在极性上皮细胞的跨膜转运机理研究

Nanotechnology brings great opportunities to solve the problems of drug absoroption and the development of nanoproduct has achieved great progress. However, the mechanisms of nanocarriers improve drug absorption including the factors influencing the transport of nanocarriers in polarized epithelial cells is limit understood. Among so many scientific problems in transmembrane transportation, we will focuse on studying the transport mechanisms of receptor medicated nanocarriers in polarized epithelial cells. Three types of ligands (targeting to there types of receptors) will be selected (FcBP：targeting to FcRn，with single direction transport character after binding with receptor；7pep：targeting to TfR，with recycling transport pathway in cells；Cyclic RGD：targeting to Integrin，mainly improve the affinity of carriers with cells) to modify polymeric micelles. We will apply some novel technology such as confocal, FRET, SPR, ITC, to investigate how different receptor types, affinity between ligands and receptors influence the transport pathway, transport rate and amount of nanocarriers. The project has obvious novelty, with great significance to clarify the mechanisms of how nanocarriers improve drug absorption. We have rich experience and solid foundation in the study on how nanotechnology improves drug transmembrane transportation. We have a rational research team and have great possibility to accomplish the project.

纳米技术为解决药物吸收问题带来了极大的机遇，其产品开发也取得了很大进展，但纳米载体增加药物口服吸收的机理包括影响纳米载体跨膜转运的因素等尚未阐明。面对纳米载体跨膜转运的众多科学问题，本项目拟集中研究配体修饰对纳米载体跨极性上皮细胞转运的影响。本项目拟选择三种类型的配体(FcBP:靶向于FcRn,与受体结合后具有单向跨膜转运功能;7pep:靶向于TfR,该受体在胞内转运具有循环功能;环状RGD:靶向于Integrin，与受体相互作用主要是增加载体与细胞的黏附)修饰高分子胶束，采用激光共聚焦显微镜，荧光共振能量转移、表面等离子体共振、等温滴定量热法等新技术，研究不同类型的受体以及配体与受体的亲和性对胶束跨膜转运途径、速度以及量的影响。该项目有明显的创新性，对阐明纳米载体增加药物跨膜转运的机理有重要意义。本团队在纳米技术增加药物跨膜转运领域有丰富的经验和坚实的基础，科研力量强，完成的可行性较强。

纳米技术为解决药物的吸收问题带来了极大的机遇，其产品开发也取得了很大进展，但纳米载体增加药物口服吸收的机理包括影响纳米载体跨膜转运的因素等尚未阐明。面对纳米载体跨膜转运的众多科学问题，本项目集中研究配体修饰对纳米载体跨极性上皮细胞转运的影响。我们设计了三种不同类型配体（FcBP：靶向于FcRn；7pep：靶向于TfR，；c(RGDfK)：靶向于Integrin受体）修饰的聚合物胶束用来比较不同的受体特征以及配体修饰密度对纳米载体跨膜转运途径、转运效率的影响。研究发现，配体修饰的主动靶向纳米载体的跨膜转运效率与受体特征高度相关，配体-受体相互作用促进了极性上皮细胞对胶束的摄取，并赋予了胶束与受体一样的胞内转运能力。同时我们发现，靶向于能够介导胶束向细胞内普通循环内吞体及高尔基体转运的受体的修饰具有更好的促进穿过生物屏障的能力。配体修饰密度同样影响了胶束在极性上皮细胞内的转运，适当的配体修饰密度促进了胶束的穿细胞转运，但过高的配体密度使胶束更多地进入降解途径，造成跨膜转运效率的下降。对于胶束在MDCK细胞跨膜转运研究显示，部分胶束以完整的形式跨过细胞单层膜。配体修饰胶束在斑马鱼体内研究显示，修饰后聚合物胶束可通过与转铁蛋白受体的相互作用增加其全身摄取量，且在转铁蛋白受体表达较高的区域（如眼部，肠道和脑部）随着修饰比例增加而增加。而当修饰密度达到一定比例后，这种促进作用将会降低。成鱼肠道跨膜完整性研究显示，部分胶束以完整的形式被吸收进入体内。通过以上的研究工作，我们在细胞水平及动物水平探明了受体特征及配体修饰密度对纳米载体跨膜转运的影响，建立了不同发育阶段斑马鱼动态可视化模型来研究纳米载体的跨膜转运机制以及体内分布。同时还利用荧光共振能量转移技术研究纳米载体在体外及体内模型中的完整性。这些工作都对今后主动靶向纳米载体的设计及评价提供了一定的依据。