锚定结直肠癌细胞膜EphA2受体蛋白的分子成像及靶向给药研究

EphA2 is an important oncogene. We found that it is high expressed in cellular membrane of colorectal cancers. YSA peptide specifically binds to EphA2 receptor at a high affinity. We synthesized spherical mesoporous silica nanoparticles (MSNs) with tetraethoxysilane, which having large surface areas and good biocompatibility. The NH2 on the surface can combine many materials for molecular imaging and the pores can carry drugs and small interference RNA (siRNA) for drug delivery. In this project, near infrared cyanine dye (IR808) and MRI contrast agent (Gadolinium) will be connected to the surface of MSNs, and YSA peptide modified on the MSNs surface will be used as anchors to connect to the EphA2 receptors on the cellular membrane of colorectal cancer. We use this MSNs to target colorectal cancer for two modalities molecular imaging. The MSNs can be used to deliver drug and siRNA for treatment of colorectal cancer. The therapeutic effect can be observed based on the functions of molecular imaging of MSNs. The present study will provide MSNs integrated with molecular imaging, drug delivery and therapeutic effect observation for colorectal cancer.

EphA2是一个重要癌基因，我们发现其在结直肠癌细胞膜上高表达。短肽YSA能与EphA2高亲和力特异性结合。前期我们利用含氨基的硅源合成了球状介孔二氧化硅，其表面积大、生物相容性好，表面丰富的氨基可以与许多成像物质连接，大量孔道可装载药物和小干扰RNA (siRNA)，适合于分子成像和肿瘤靶向给药。本项目拟在介孔二氧化硅球表面连接近红外七甲川花菁染料（IR808）和磁共振对比剂（钆），同时表面修饰YSA肽用以锚定结直肠癌细胞膜上的EphA2受体，构建一种靶向结直肠癌细胞的介孔二氧化硅，进行结直肠癌光学和磁共振双模态分子成像。并在介孔二氧化硅孔道内装载化疗药物和靶向EphA2的小干扰RNA，利用结直肠癌动物模型进行双靶向给药治疗研究。同时，基于该介孔二氧化硅分子成像功能，以光学和磁共振成像观察疗效。本研究将提供一种整合结直肠癌分子影像诊断、靶向给药和疗效观察三位一体的诊疗一体化介孔二氧化硅。

肿瘤是严重危害我国人民健康的重要疾病，提高对肿瘤的诊断准确性和早期诊断是肿瘤防治的重要问题。另一个方面，除了手术切除肿瘤外，化疗是治疗肿瘤的主要手段之一。化疗药物既杀死肿瘤细胞，也伤害人体免疫细胞和损坏其他正常生理机能，具有很强毒副作用。本项目通过构建表面修饰针对受体酪氨酸激酶EphA2蛋白的YSA短肽的介孔二氧化硅纳米载体，特异性靶向高表达EphA2受体的肿瘤细胞，借助具有多重孔道的介孔二氧化硅纳米材料携带具有光学显像功能的近红外染料IR808和磁共振成像的轧，对肿瘤细胞进行影像学研究。同时，在介孔内载入肿瘤化疗药物，当肿瘤细胞吞噬纳米材料后，细胞内的酸性微环境使化疗药物释放，达到特异性杀死肿瘤细胞的作用。本项目研究具有分子成像和特异性肿瘤靶向药物运输作用的介孔二氧化硅纳米载体。通过本项目研究，我们取得了下列研究成果。①首先针对介孔二氧化硅的合成化学方法学和介孔二氧化硅表面修饰进行了研究，研究出蛋黄-蛋壳样介孔二氧化硅和多层壳介孔二氧化硅。使得载药能力大大提高。并在介孔二氧化硅表面修饰了YSA和细胞色素C，使介孔二氧化硅主动地特异性靶向肿瘤细胞表面高表达的配体，实现肿瘤细胞定向载药和释放。②通过一系列分子生物学技术，详细探讨了介孔二氧化硅的分子毒性。了解其对人体基因水平的影响。③构建了球形介孔二氧化硅，表面修饰YSA短肽，装载了化疗药物阿霉素对多种肿瘤细胞在体外和体内进行了抗肿瘤实验研究。结果表明，YSA增加了介孔二氧化硅载体进入肿瘤细胞的量，对肿瘤细胞杀伤作用也增强。④开展了Eph受体酪氨酸激酶基因家族在其他肿瘤组织中的表达研究，具有一定临床意义。本项目完成了预定研究计划，取得了丰富的研究成果，给肿瘤治疗给药提供了具有转化潜能的新途径。本项目共发表SCI 33篇，中文核心期刊论文15篇，国家发明专利1项。培养硕士研究生3名。