基于羟基喜树碱与阿法替尼组成的纳米制剂抗肺癌作用机制研究

Research and development of anti-lung cancer drug especially for target drugs has been an attractive field. However, resistance for target drugs is a major problem. Drug combination is the development trend of cancer treatment for overcoming the resistance by adjusting different signal pathways. In the previous study, hydroxycamptothecine (HCPT) combined with afatinib (AFA) showed the synergistic effect on the lung cancer cells. However, the low water solubility, toxicity and bioavailability of chemotherapeutic drugs cannot be ignored. Nano formulation have the advantages of improving solubility, targeting, slow controlled release characteristics, and reducing toxicity, which is considered to be the most suitable anticancer drugs preparation. In this project, we will investigate the anti-lung cancer effect of a the nano-formulation of the combination of HCPT and AFA. We will determine the optimal combination of HCPT and AFA. Nanoliposomes and lipid-coated polymeric nanoparticulate of the prescription will be prepared. We will obtain an advantaged formulation by in vitro and in vivo tests on AFA resistance lung cancer cells. The mechanisms of the advantaged nano-formulation will be researched and the target sit will be identified by the techniques of molecular biology. To explore the characteristics of targeting and sustained and controlled release efficiency, the information on qualitative and quantitative analysis of the distribution and content of drugs in tissues by LC-MS will be provided. Furthermore, the successful implementation of the study may provide a theoretical basis for drugs against lung cancer and the combination of other drugs.

抗肺癌新药尤其靶向药的研制一直是研究热点，但耐药性是一大难题。联合用药通过调节不同信号通路可克服耐药性成为癌症治疗的发展趋势。我们的前期试验发现羟基喜树碱联合阿法替尼对肺癌细胞具有协同抑制作用。但化疗药的水溶性差、代谢毒性、生物利用度低等问题不可忽略。纳米剂型具有提高溶解度、靶向性、缓控释特性、降低毒副作用的优势，被认为是抗癌药的最适宜剂型。本课题拟围绕羟基喜树碱联合阿法替尼组合的纳米制剂抗肺癌作用展开研究。确定羟基喜树碱联合阿法替尼组合的最优配伍方式；制备并评价该组合的纳米脂质体和脂质聚合物纳米粒剂型，选择对阿法替尼耐药的肺癌细胞株，通过体内外试验确定最佳纳米剂型；从分子生物学角度研究其作用机制，明确作用靶点；采用LC-MS技术定性和定量分析药物在组织内的分布和含量，明确其靶向性和缓控释特性。本课题的顺利实施为肺癌药物研究提供理论基础，同时为其他药物的联合用药奠定理论依据。

肺癌是世界上发病率及死亡率最高的恶性肿瘤，在治疗方面，化疗药和靶向药占据重要地位，但由于耐药等问题的存在，而不同药的组合可通过调节癌细胞的信号通路产生协同作用和最佳疗效并能克服药物耐药性，因此，本项目从联合用药角度出发，研究了羟基喜树碱（HCPT）与阿法替尼（Afatinib）组成的纳米制剂抗癌作用机制，在研究过程中发现这两个药物的组合虽然具有协同作用，但是在制备纳米制剂过程中碰到各种问题未能够制备成功，因此，对研究计划进行了药物的调整，围绕羟基喜树碱与阿法替尼、长春瑞滨与阿法替尼、拓扑替康与克唑替尼组合展开研究，分析其对肺癌细胞系的作用及潜在的机制，并制备相应的纳米剂型。通过本项目的研究，获得了三种药物组合方式即羟基喜树碱与阿法替尼、长春瑞滨与阿法替尼、拓扑替康与克唑替尼的组合，以多种不同的肺癌细胞系为研究对象，采用MTT试验、细胞克隆试验、细胞凋亡和 western blot方法研究这些组合物对EGFR相关的信号通路的作用，从而确定其潜在的作用机制；制备了拓扑替康与克唑替尼组合为主的纳米脂质体及对肺癌细胞的作用；构建体内肺癌裸鼠动物模型，研究了拓扑替康与克唑替尼组合纳米脂质体对肺癌动物模型的作用，并验证其相关的作用机制。这三种化疗药与靶向药联合使用的化疗方案，经过本项目的基础研究，证实了这三种组合方式明显的优于单药，同时确定了其具有这种协同作用的分子机制，为临床研究提供了良好的工作基础，为临床肺癌患者提供了新的化疗方案，从而避免了药物相互拮抗引起的药效降低现象，可为肺癌患者的临床用药指南提供方向。本项目的研究目前发表了3篇SCI论文（1区TOP期刊1篇），2篇中文核心论文，1篇中文论文，申请了3项专利，以及培养了4名硕士研究生，其中2位已顺利毕业，2位是2021年毕业。