核-壳-靶头结构的HA修饰的脂质-介孔二氧化硅复合载体的构建及其抗乳腺肿瘤细胞和肿瘤干细胞的作用研究

Breast cancer stem cells (BCSCs), which can fully recapitulate the tumor origin and are often resistant to chemotherapy and radiotherapy, are currently considered as a major obstacle for breast cancer treatment. CD44 has been investigated as a potential target because it is over expressed in BCSCs as well as in other tumors. Hyaluronic acid (HA), a naturally occurring polysaccharide composed of N-acetyl-D-glucosamine and D-glucuronic acid, could specifically bind to its receptors CD44 and be internalized via receptor-mediated endocytosis. Thus, it may.be possible to take HA as a potential ligand in receptor-mediated nanoparticles. In this study, we developed DTX-loaded mesoporous silica nanoparticles-supported lipid bilayers (DTX-MSS) and 8-HQ-loaded hyaluronan modified mesoporous silica nanoparticles-supported lipid bilayers (8-HQ-HA-MSS), to achieve the goal of both targeting CD44-overexpressing BCSCs and bulk breast cancer cells. We hypothesize that the combination therapy with DTX-MSS plus 8-HQ-HA-MSS could kill the breast cancer cells together with eliminating BCSCs Human breast cancer MCF-7 cells were chosen as the model of cancer cells. The targeting activity of 8-HQ-HA-MSS was investigated, and the in vitro and in vivo antitumor activity of the combination therapy was investigated.

乳腺肿瘤干细胞被认为是乳腺肿瘤发生、发展与维持的基础，与肿瘤的复发、转移和对化疗药物的耐药性有关。目前用于乳腺肿瘤治疗的一线药物及其治疗方法针对的都是已分化肿瘤细胞，虽可在较短时间内杀灭这类细胞，使肿瘤体积减小甚至消失，但难以从根源上杀灭肿瘤干细胞，导致肿瘤的复发和转移。本课题在已有研究的基础上以高表达于乳腺肿瘤干细胞表面标记物CD44分子作为靶标，以透明质酸(HA)作为靶向配体，利用介孔硅比表面积大、装载药物多的特性和脂质体良好的生物相容性以及较高的细胞亲和力优势，制备核(介孔二氧化硅)- 壳(脂质双分子层)-靶头(透明质酸)结构的HA修饰的脂质-介孔二氧化硅 (MSS) 复合载体系统，通过联合应用载8-羟基喹啉的HA-MSS和载多西紫杉醇的MSS，同时靶向治疗乳腺肿瘤干细胞和肿瘤细胞，以期降低乳腺肿瘤细胞的耐药性，抑制肿瘤的转移和复发，为乳腺肿瘤的治疗提供一种可行的研究思路与治疗手段。

本课题制备透明质酸修饰脂质双分子层包裹的介孔二氧化硅纳米粒(HA-MSS)，其结合了脂质体和纳米粒的优点，利用介孔二氧化硅纳米粒核心的高比表面积和外层脂质双分子层的保护作用以及HA靶向作用，靶向输送药物至肿瘤干细胞部位。主要研究内容和结果包括：一、选用模板法制备了一系列纳米介孔Si02材料，以CTAB为模板剂，以TEOS为硅源，经处方优化得到粒径在100 nm左右，粒径均一，球形，外观形貌良好，比表面积大，同时具有有序介孔孔道结构的MSN，使用硅烷偶联剂AEPTMS对MSN进行表面改性氨基化修饰，在此基础上制备了脂质双分子层包裹的载药纳米粒；二、选用人乳腺肿瘤细胞株MCF-7，用无血清培养基悬浮培养得到乳腺微球体。乳腺微球体细胞在含有血清的培养基中可以分化为贴壁细胞，其形态和生长速度与普通含血清培养的MCF-7细胞没有显著区别，验证了乳腺肿瘤干细胞经含有血清的培养基培养可以分化成乳腺肿瘤细胞，重建肿瘤的异质性。三、通过流式细胞仪检测竞争性抑制实验和激光共聚焦显微镜证实了HA-MSS对CD44高表达的乳腺肿瘤微球体细胞的特异靶向性和作用过程，乳腺肿瘤微球体对常规肿瘤治疗药物DTX有耐受性，而8-HQ则更针对性的作用于乳腺肿瘤微球体；四、建立了乳腺肿瘤移植裸鼠模型，尾静脉注射不同处方，评价体内抗肿瘤效果，非特异性毒性以及抗复发效果。结果显示空白载体HA-MSS对裸鼠没有非特异性毒性作用，联合使用DTX-loaded MSS plus 8-HQ-loaded HA-MSS提高了抗肿瘤活性，降低了肿瘤的复发和非特异性毒性。以上研究结果表明，本课题研究设计的递药系统脂质介孔二氧化硅纳米粒可以提高对疏水药物的包封率、载药量，提高药物的疗效。8-HQ-loaded HA-MSS与DTX-loaded MSS的联合使用，显示出比原料药物更好的安全性，体外细胞实验的特异靶向性，体内实验的肿瘤高杀伤性、低复发性与低非特异性毒性。实验证明靶向脂质介孔二氧化硅纳米粒递药系统是肿瘤干细胞治疗药物的良好载体，能有效的靶向乳腺肿瘤干细胞，从乳腺肿瘤的发病根源上选择性的对肿瘤干细胞进行杀伤，为根治肿瘤的靶向药物治疗提供了新的思路，同时也可以进一步应用于其他治疗或预防领域。