具有配体可逆屏蔽-去屏蔽功能的纳米肝靶向药物传递系统研究

The purpose of this study is constructing a liver targeted drug delivery system, in which the targeted ligand has "on-off" ligand with "valve effect". Based on the optimization of multivalency and density of glycyrrhetinic acid (GA) ligand, the distribution status of targeted ligands on nanoparticle's surface could be regulated by temperature or pH stimuli etc. The GA ligands can be shielded and buried within the nanocarrier to avoid the undesired blood clearance from blood circulation by mononuclear phagocyte system (MPS). The GA ligands will be unshielded and expose in tumor environment triggered by temperature and/or pH stimuli, followed with enhanced cell affinity and uptake by tumor cells. Then the ligands on the nanoparticles circulating back to blood are re-shielded, endowing the nanocarrier with long circulation time and better tumor cell targeted ability. The detailed studies about the mechanism and effect factors, effectiveness, and accuracy about the "on-off" ligand with "valve effect" will provide the foundation for clinical application.

本研究构建具有靶向配体“阀门效应”的纳米肝靶向药物传递系统。在确定肝靶向配体甘草次酸（GA）的最佳价态和布局的前提下，利用载体材料对温度和pH值等的协同敏感性，使纳米粒子在血液中和肿瘤环境下分别具有不同的表面性质：在血液循环中GA将处于屏蔽状态，以降低其被单核-巨噬细胞系统清除的几率；当到达肝肿瘤组织时GA转变为去屏蔽状态，以增加肝癌细胞对纳米粒子的亲和力和摄取量；而去屏蔽后未能进入癌细胞的纳米粒子在再次进入血液循环后，GA可以重新被屏蔽，即实现“屏蔽”与“去屏蔽”的可逆转变（阀门效应）。该给药系统将最大程度地延长药物在体中的循环时间并提高其进入肿瘤细胞的比率，赋予材料真正意义上的血液循环稳定性及肝癌细胞靶向性。本课题将系统研究“阀门效应”的设计方法、有效性、精确性及影响因素和调控方法，为临床应用奠定理论基础和实验依据。

实现纳米给药系统同时具有较高的血液循环稳定性和肿瘤组织靶向性，是多年来靶向给药研究所追求的理想状态。为了实现这一目标，本项目主要围绕靶向配体“多价化”和“可逆屏蔽”两方面展开研究工作。.构筑了三种基于肿瘤组织不同响应性的靶向配体可逆屏蔽体系，对配体屏蔽的“可逆性”、“有效性”、“普适性”进行了系统的评估，着重研究了体系的构筑方法、响应准确性及调控方法，并首次在体内考察了该体系的有效性。分别从靶向配体和细胞受体两方面研究了多价化给药体系，研究了配体价态、密度、布局形式等对其靶向能力和细胞摄取能力的影响，也研究了肿瘤细胞的表面性质对不同的配体价态的靶向响应性和胞吞能力影响。在以上研究基础上，还探讨了肿瘤微环境响应聚集体系在光热治疗、肿瘤检测以及放化疗协同治疗方面的应用；拓展研究了改变肿瘤微环境的方法，及其对提高肿瘤治疗疗效的促进作用。.研究结果表明，可逆屏蔽配体策略可有效提高给药体系的血液循环稳定性，显著增加体系中药物在肿瘤组织的富集量。按照2017年Nature Review上报道的方法计算，采取可逆屏蔽配体策略，所载药物的肿瘤富集率可达0.77%，比此文献报道的富集量（0.70%）提高了10%。同比不可逆屏蔽配体体系，药物富集量提升近40%，因此获得了更好的CT成像效果（ΔHU提升70%）与肿瘤治疗效果（抑瘤率提升12.8%）。这些体内研究结果都表明，可逆屏蔽配体的策略是行之有效的。此外研究发现，纳米粒子表面配体的布局方式以及细胞表面受体的分布，均会影响多价化配体给药系统的靶向效果，因此要获得最优的靶向能力，应综合考虑细胞与配体布局的匹配性。.全面完成计划研究内容，部分内容超出原计划。本项目计划发表论文15-20篇，申请专利5-8项。在执行期间共发表SCI收录期刊文章26篇，其中IF > 10.0文章1篇、IF > 5.0文章14篇；申请中国发明专利7项，获授权美国专利1项、中国发明专利5项。培养研究生25人，其中博士12人，硕士13人。全面完成申请书中的指标。