新型iRGD肽修饰双层载药阳离子纳米粒高效治疗脑胶质瘤的多级靶向研究

本项目针对脑胶质瘤化疗中存在的药物无选择性、瘤内药物浓度低和肿瘤耐药性等关键问题，拟选择一种能定位、穿透肿瘤实质并经特异内化途径入胞的新型RGD环肽（iRGD)为靶向头基，探讨构建一种表面修饰iRGD的双层载药阳离子纳米粒的可能性。纳米粒内核为聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）载药层，外层为载有药物增敏剂的iRGD-阳离子聚合物层。此纳米粒可通过受体介导和静电吸附作用穿过血脑屏障（一级靶向）；入脑后能富集于肿瘤组织，在iRGD的介导下穿透深入肿瘤实质（二级靶向）；与肿瘤新生血管内皮细胞和肿瘤细胞特异结合，并通过内吞入胞（三级靶向）。分散于外层的抗肿瘤增敏剂首先释放，发挥逆转肿瘤耐药性的作用，分散于内层的药物随后缓慢释出，以期发挥药物更强大、持久和安全的抗肿瘤疗效。此项目的完成有望为靶向递药系统的发展提供理论和实验依据，为临床脑胶质瘤的治疗取得突破提供希望。

本研究以一新型iRGD环肽(又称内化RGD)为靶向头基，生物可降解材料聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）和壳聚糖（CS）为载体材料，成功构建了iRGD介导的PLGA/CS双层载药阳离子纳米粒，其PLGA内层载有卡莫司汀(Carmustine, BCNU)，CS外层载有抗肿瘤增敏剂O6-苄基鸟嘌呤（O6-Benzylguanine, BG）。体内外研究评价证明：该递药系统表现了三方面的优势，即阳离子纳米粒跨BBB和肿瘤细胞摄取的优势；iRGD肽的肿瘤靶向、肿瘤组织渗透性和对肿瘤新生血管作用的优势；抗肿瘤增敏剂BG和抗肿瘤烷化剂BCNU先后释药，达到先逆转肿瘤耐药性进而提高抗肿瘤烷化剂抗脑胶质瘤的疗效。.研究首先构建了PLGA/CS双层载药阳离子纳米粒，BCNU载入纳米粒后，体内外的稳定性显著提高；纳米粒组的细胞毒性和原药组相比均有所提高；大鼠体内研究发现纳米粒具有明显的长循环作用；纳米粒在脑组织中的蓄积量提高了2倍以上；药效学研究证明，无论是原药组还是纳米粒组，BCNU+BG纳米粒治疗组抗肿瘤活性最强，安全性最高。进一步地，构建了iRGD修饰的PLGA/CS。与未修饰的纳米粒相比，iRGD修饰的纳米粒的细胞毒性有所提高；肿瘤组织中，iRGD-PLGA/CS纳米粒和iRGD+PLGA/CS纳米粒中药物的蓄积量是原药组的6~7倍；药效学研究表明iRGD介导的PLGA/CS纳米粒具有最强的抗肿瘤活性。.在本研究的资助下，我们深入探讨了iRGD对肿瘤细胞、新生血管内皮细胞以及促进纳米药物深入肿瘤实质的能力。基于前期研究的一种酸敏性纳米复合物，PEG-PAMAM-cis-aconityl-DOX（PPCD），制备了iRGD介导的PPCD纳米复合物递药系统。研究表明，与常规RGD介导的复合物相比，iRGD介导的复合物更有效地提高了肿瘤组织的渗透深度和药物蓄积量，具有最强肿瘤血管渗透能力以及在肿瘤实质分布更为广泛，抗肿瘤效果也证实具有最大的疗效。. 本项目按照研究计划的总体设想和研究策略，基本上完成了总体研究目标，达到了预期研究成果。研究中的重要发现是：通过两种纳米递药系统的详细研究，我们证实仅仅以物理混合的方式将iRGD与纳米递药系统联合给药，可获得与共价修饰组相同的靶向抗肿瘤效果，这一发现提示了一种更简单，更有希望应用于临床治疗的新策略。