以肝癌发生及生长必需基因Bmi1为靶点的叶酸靶向纳米脂质体治疗肝癌的实验研究

Hepatocellular carcinoma (HCC) is a worldwide malignancy rusulted in millions of deaths and lack of effective therapeutic medications. In previous study, we found Bmi1 is overexpressed in human HCC samples. When Bmi1 expression is knocked down in human HCC cell lines, it significantly inhibits cell proliferation and perturbs cell cycle regulation. In the mouse model, Bmi1 silencing by shRNA through tet-on system could significantly suppress the growth of hepatoma xenografts in nude mice. In past study, we also found that Bmi1 is required for the proliferation of oval cell(one type of liver projenitor or stem cell), as well as the hepatic cancer stem cell. Hence, we believe that Bmi1 is ideal target for HCC treatment. To test the efficacy and safety of HCC treatment by inhibiting Bmi1, we disined a folat conjugated liposomes to diliver Bmi1 siRNA,which facilitate the efficient delivery of drugs to the livers. We expect that the gene therapy targeting Bmi1 can inhibit liver cancer malignant properties more effectively and safely, which may benefit the patients with unresectable HCC. In conclusion, here we propose a study by applying the folate conjugated Bmi1 siRNA liposome nanoparticles to treat HCC both in vitro and in vivo, and hence to determine its safety and efficacy.

肝癌严重威胁人民健康且治疗手段缺乏，针对病因开发靶向药物是目前肝癌治疗研究的重要方向。我们前期研究发现，Bmi1基因是驱动肝癌发生的重要癌基因。在体外沉默Bmi1可以促使细胞凋亡，抑制肝癌细胞生长。在小鼠体内，关闭Bmi1的表达可以逆转肿瘤生长，使其萎缩。我们还发现，Bmi1基因缺失不仅能够限制肝脏卵圆细胞增殖，还可以抑制肝癌干细胞形成。这些都表明Bmi1基因是肝癌治疗的一个极好靶点。我们前期研究还证实，叶酸靶向脂质体可以将药物有效递送到癌组织中并抑制肿瘤生长。本研究中，我们尝试利用叶酸靶向脂质体递送Bmi1 siRNA治疗肝癌，来克服核内转录因子（Bmi1）难以被小分子化合物靶向的问题。本研究将通过体内体外研究，考察靶向Bmi1的siRNA叶酸纳米脂质体的制备方法、稳定性、及其治疗肝癌的有效性和安全性，进而探索以Bmi1基因为靶点治疗肝癌的可行性。

本人承担的青年科学基金项目主要解决了驱动肝癌发生的Bmi1基因是否可以作为一个治疗靶点的问题。我们目前的得到证据是充分的、明确的，即Bmi1受抑制后肝癌的生长无论在体内还是体外都受到明显抑制，特别在小鼠体内，抑制Bmi1表达可以逆转肿瘤细胞生长。再加上Bmi1基因在接近一半的肝癌病人中存在高表达，因此Bmi1可以作为肝癌治疗的一个重要靶点。.虽然青年基金解决了Bmi1可以作为靶点的疑问，但是接下来的存在问题是：Bmi1作为一个核内转录因子，很难被小分子化合物所抑制(化合物难以进入细胞核内)。目前，适合于抑制转录因子的主要仍然是干扰核酸-siRNA。既然我们前期研究证实叶酸靶向脂质体可以有效递送阿霉素, 那么是否可以通过纳米制剂的形式来递送siRNA抑制Bmi1基因的表达，从而实现对肝癌的靶向治疗呢？.本研究通过构建一个Bmi1 siRNA叶酸靶向纳米脂质体（Fa-Bmi1-NPs）来递送Bmi1 siRNA，从而探讨以Bmi1为靶点通过核酸药物治疗肝癌的可行性。其中纳米脂质体用来包载Bmi1 siRNA并实现对肝癌的被动靶向，而叶酸配体（folate，Fa）用于实现对肝癌（高表达叶酸受体）的主动靶向。.我们的研究结果显示，叶酸靶向纳米脂质体可以成功的将Bmi1 siRNA导入小鼠肿瘤肿瘤组织中并成功抑制Bmi1基因在肿瘤细胞中的表达。我们研究发现，Bmi1基因被沉默后，肿瘤细胞的生长受到明显抑制。细胞周期收到明显阻滞，细胞凋亡显著增多。与此同时，利用此纳米粒同时携带化疗药物阿霉素，Bmi1 siRNA可以和阿霉素产生明显的协同效应。.我们的研究结果清晰的说明了Bmi1基因为维持肝癌生长做必需，同时抑制Bmi1可以有效肝癌生长，Bmi1 siRNA可以成为肝癌治疗的有效分子。