功能肽修饰的肽核酸自组装行为及其基因和药物传递性能研究

From the small molecules of amino acids, a series of functional peptides containing cathepsin B sensitive sequence of GFLG will be synthesized via the solid phase synthesis (SPS) technique. In addition, according to the mutation region of ras family oncogene (the codon 12 of GGT mutating into TGT), peptide nucleic acids （PNA）with the complementary codon sequences will be synthesized by using SPS technique. After the coupling reaction between functional peptides and PNA, functional peptide modified PNA (PNA-Peptide) will be obtained. Through altering the length and the amino acid sequence of peptide chain, the length of PNA chain and the solution concentration or incorporating hydrophilic alkyl chain into the structure of PNA, the self-assembly behavior of PNA-Peptide will be adjusted to form stable aggregates. Using A549 and HepG2 tumor cells with high expression levels of ras family oncogene, the functions of the PNA-Peptide aggregates such as targeting, membrane penetrating and gene silencing abilities will be extensively investigated. The PNA-Peptide aggregates with the optimized functions will be identified and used to load anti-tumor drug doxorubicin (DOX). The synergistic therapeutic effect of the co-delivery systems will be investigated in a rat model.

我们拟从小分子氨基酸出发，利用固相合成技术制备一系列含有溶酶体酶Cathepsin B敏感序列GFLG的功能性多肽。同时，根据ras族癌基因第12位密码子突变区域（由GGT突变为TGT），利用固相合成技术制备与上述突变区域以及突变区域前后密码子互补的肽核酸（PNA）。随后将功能肽化学偶联到PNA结构中制备PNA-Peptide。通过调节功能肽的链段长短和氨基酸序列、PNA的链段长短、溶液浓度或在PNA结构的一端引入疏水性烷基链，调控PNA-Peptide的自组装行为并形成稳定的组装体。选取具有较高ras族癌基因表达水平的肺癌细胞（A549）和肝癌细胞（HepG2）为模型细胞器，深入研究PNA-Peptide组装体的靶向、跨膜及基因沉默等功能。从中选取具有良好靶向、跨膜及基因沉默等功能的自组装体系用于负载抗肿瘤药物阿霉素（DOX），研究其对裸鼠肿瘤的基因和药物协同治疗作用。

随着工业化发展，环境污染日益加重，癌症发病率不断上升，目前已经成为全球三大死亡病因之一，严重危害人类健康。癌症是恶性肿瘤的统称，它是人体器官组织的细胞在外来或内在有害因素的长期作用下所产生的一种以细胞过度增殖为主要特点的新生物。我们从小分子氨基酸出发，利用固相合成技术制备一系列两亲性功能肽，这些两亲性功能在水溶液中可以组装成稳定的纳米结构。体内体外使用这些纳米载体负载抗肿瘤药物时，纳米载体可以靶向肿瘤细胞，引起肿瘤细胞的凋亡并限制抑制肿瘤生长。同时，我们根据ras族癌基因第12位密码子突变区域（由GGT突变为TGT），利用固相合成技术制备与上述突变区域以及突变区域前后密码子互补的肽核酸（PNA）。随后将功能肽化学偶联到PNA结构中制备PNA-Peptide。通过调节功能肽的链段长短和氨基酸序列、PNA的链段长短、溶液浓度或在PNA结构的一端引入疏水性烷基链，调控PNA-Peptide的自组装行为并形成稳定的组装体。选取具有较高ras族癌基因表达水平的肺癌细胞（A549）和肝癌细胞（HepG2）为模型细胞器，研究了PNA-Peptide组装体的靶向、跨膜及基因沉默等功能。从中选取具有良好靶向、跨膜及基因沉默等功能的自组装体系用于负载抗肿瘤药物阿霉素（DOX），研究其对裸鼠肿瘤的基因和药物协同治疗作用。体内体外实验表明，PNA-Peptide组装体显著抑制ras族癌基因的表达，与DOX联合使用后，可以显著抑制肿瘤的生长。