基于CD44受体及肿瘤微环境pH的多功能靶向纳米载体给药系统的研究

Due to the "Coating Saccharide"(CD44 clustering) of tumor surface and the slightly acidic condition of tumor, it is difficult to target the chemotherapeutic drugs to the tumor site and achieve satisfying effect for targeted drug. To solve this problem，on our previous basic work of pH-sensitive nano-carrier, we will design a multifunctional hyaluronan oligosaccharides-histidine-ketal（oHM） nano-micellar drug delivery system with CD44 receptor as target.Once micelles meet the CD44 receptor, the coating of CD44 clustering will not appear.Due to the protonation of histidine imidazole group,it is useful for the cellular uptake.After endocytosis, oHM micelles will release the encapsuled under the slightly acidic condition of tumor rapidly with the degration of micellar hydrophobic ketal group.Then,lysosomal membrane will be distroyed via proton sponge effect of histidine imidazole group and the neutral ketone and alcohol degradation products. The encapsuled drugs will escape from lysosome to cytoplasm with good stability and produce efficacy and reduce side effects. This project is to systematically study its anti-tumor mechanism from the level of cells and whole animals. The research project will provide theoretical basis and experimental basis of multifunctional oHM targeted nano-carrier drug delivery system.

由于肿瘤表面存在"糖衣盔甲"（CD44聚集）且肿瘤部位特殊的微酸性环境，化疗药物很难靶向到肿瘤部位并发挥满意疗效。本项目针对这一难点，结合前期研究的pH敏感纳米载体，拟构建具有CD44受体靶向的多功能寡聚透明质酸-组氨酸-缩酮（oHM）纳米胶束给药系统。该系统利用寡聚透明质酸（oHA），与CD44结合后不会形成"糖衣盔甲"；oHM中的组氨酸咪唑基团质子化，利于细胞的摄取。肿瘤细胞内吞后，在微酸性条件下作为胶束疏水结构的缩酮发生降解，胶束解组装，快速释放出药物。然后通过组氨酸咪唑基团的质子海绵效应以及缩酮的中性降解产物醇和酮，将溶酶体膜破坏，药物稳定地逃逸出溶酶体到达胞质，产生药效而降低毒副作用。本项目将从细胞水平及整体动物水平进行系统研究，阐明其抗肿瘤作用机制。该研究课题将为建立基于CD44受体靶向的多功能oHM纳米载体给药系统提供实验基础和理论依据。

由于肿瘤表面存在"糖衣盔甲"（CD44聚集）且肿瘤部位特殊的微酸性环境，化疗药物很难靶向到肿瘤部位并发挥满意疗效。本项目针对这一难点， 本项目以寡聚透明质酸（oHA）作为母体载体材料，成功合成了两亲性聚合物寡聚透明质酸-缩酮载体材料（oHM），作为药物载体，以姜黄素为模型药物，在水中自组装形成具有CD44受体靶向性及pH靶向性的多功能胶束。通过单因素考察实验，选择制备该胶束的最佳工艺，并考察胶束的理化性质。通过体外释放试验，考察姜黄素寡聚透明质酸-缩酮载体胶束（Cur-oHM）在不同pH条件下的释药速率，考察其pH敏感性。通过肿瘤细胞实验，对寡聚透明质酸-缩酮载体（oHM）和Cur-oHM的细胞毒性以及安全性进行评价。通过整体动物实验，考察胶束药物动力学性质、组织分布情况以及肿瘤靶向行为，为建立高效、安全的新型抗肿瘤药物传递系统提供理论依据和实验基础。. 薄荷缩酮（MGK）与Nα-苄氧羰基-L-组氨酸反应生成具有苄氧羰基（Cbz）保护的薄荷缩酮与组氨酸结合物Cbz-MH，Cbz-MH进一步还原生成脱Cbz保护的薄荷缩酮与组氨酸结合物MH，其与寡聚透明质酸oHA酰胺化生成寡聚透明质酸-缩酮载体材料oHM。采用核磁共振氢谱、质谱、红外光谱、荧光探针等手段对oHM的结构、临界胶束浓度（CMC）进行表征测定。结果表明正确合成了目标产物oHM，其临界胶束浓度为0.082 mg/ml。 采用透析法制备包载姜黄素的oHM胶束（Cur-oHM），以包封率、载药量、粒径等作为评价指标，筛选出最佳处方，所制备的Cur-oHM胶束的包封率为58.8%，载药量5.79%，粒径120.60±2.81 nm，zeta电位-29.24±4.34 mv。体外释药特性实验表明，Cur-oHM胶束的体外释药特性受pH影响明显，酸性条件下能够促进其释放速率。考察Cur-oHM胶束的药物动力学性质，通过与姜黄素溶液对照制剂比较，Cur-oHM胶束可迅速向大鼠各组织分布，具有明显的缓释作用。小鼠组织分布实验表明，Cur-oHM胶束主要靶向于肝和脾，在肺部有一定的富集，与小鼠活体成像实验结果基本一致。考察了Cur-oHM胶束冻干粉与培养基的配伍稳定性，对MDA-MB-231乳腺癌细胞的细胞毒性以及细胞内摄取情况，实验结果表明Cur-oHM胶束与培养基配伍稳定性良好，可有效被乳腺癌细胞摄取，