K-Ras(G12C)抑制剂/药物共载的还原敏感性多肽纳米粒子及其抗肿瘤效应的协同作用研究

Gene mutation is one of the important reasons for human cancer. The Ras onco-gene can regulate cell growth and differentiation, closely linked with the formation of a variety of tumors. Therefore, effective suppression of the mutant Ras protein, which can greatly decrease the activity of tumor cells and increase the apoptosis, has become a research hotspot of tumor targeting therapy. The project, using nano drug delivery system, along with the latest finding specific molecular inhibitors in cancer gene mutation, aims to construct a bioreducible polypeptide nanoparticular delivery system for intracellular co-delivery and fast intracellular release of K-Ras(G12C) inhibitor and anticancer drugs. The carrier system uses poly-arginine (R9) with excellent cellular peptrating properties as the hydrophilic shell; poly glutamic acid ester (Glu (OCH2CH2O) 2CH3) as hydrophilic peptide; and cysteine (Cys) as the peptide for connecting the inhibitor. K-Ras(G12C) inhibitor 6 is connected to the carrier molecule through disulfide bond that formed by sulfhydryl reaction to construct the amphiphilic PArg-PGlu-PCys-K-Ras(G12C) inhibitor 6 nanoparticles. Different types of anticancer drugs are loaded to form co-encapsulating system. The synergistic therapeutic effect of the inhibitor and anticancer drugs will be investigated based on the different mechanism of inhibitor and these drugs.

基因突变是造成人类肿瘤发生的重要原因之一。Ras癌基因能调控细胞生长和分化，与多种肿瘤的形成有密切联系。因此，有效的抑制突变的Ras蛋白，可大幅度降低突变的肿瘤细胞系的活性并增加其凋亡，这已经成为了肿瘤靶向治疗的研究热点。本项目利用纳米药物传递系统，结合在癌基因突变位点抑制方面最新发现的特异性分子抑制剂，拟构建一种可将K-Ras突变抑制剂递送至肿瘤细胞内部，并共装载抗肿瘤药物，在胞内快速释放的还原敏感型纳米药物传递系统。该载体采用具有优良穿膜性能的寡聚精氨酸(R9)作为亲水性外壳，多聚谷氨酸酯亲水肽段以及用于连接抑制剂的半胱氨酸肽段作为主链，利用巯基反应构建二硫键偶联的PArg-PGlu-PCys-K-Ras(G12C) inhibitor 6纳米粒子，并装载不同类型化疗药物构建共载系统，研究K-Ras抑制剂与化疗药物的协同治疗作用及其机制，以期强化分子水平药物在肿瘤治疗中的作用。

现代医学普遍认为，基因突变是造成人类肿瘤发生的重要原因之一。因此，有效抑制突变将为肿瘤靶向治疗开辟一条崭新的道路。利用纳米药物传递系统将突变抑制剂与化疗药物靶向共传递到肿瘤组织中，可以调控不同药物的药代动力学行为，对提高其作用效率具有重要作用。.本项目利用肿瘤细胞的特殊性，成功构建了一系列可在在肿瘤特殊环境下将小分子抑制剂与化疗药物共递送至肿瘤细胞内部的高分子纳米药物传递系统，考察了共传递载体对肿瘤细胞生长的抑制情况，研究了小分子抑制剂与化疗药物的协同作用，并通过建立动物肿瘤模型，研究了共传递载体在体内的抗肿瘤效果。主要结果如下：.（1）共载小分子抑制剂索拉菲尼（或拉帕提尼）以及化疗药物的普鲁兰纳米粒子能够通过内吞作用将两种药物同时递送至肿瘤细胞内，有效地抑制肿瘤细胞的生长，并在动物模型上实现抗肿瘤效果的大幅度提升。.（2）通过纳米载体递送的小分子抑制剂索拉菲尼和拉帕提尼均可以大幅提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性（10倍以上），显著增加化疗药物对肿瘤细胞的靶向能力和细胞毒性，通过协同作用有效抑制肿瘤的生长，并且在抑制肿瘤转移方面具有显著的优势，降低了治疗后肿瘤复发率和肺转移性结节数量。.（3）开发了可注射的自交联巯基化透明质酸水凝胶联合药物递送系统，可包裹化疗药物（阿霉素，二甲双胍等）和抑制剂（索拉菲尼），通过瘤旁注射实现快速药物靶向传递，延长药物停留时间，提高抗肿瘤疗效并克服肿瘤转移。.（4）发现并验证纳米羟基磷灰石、黑磷等物质对肿瘤能量代谢的调控，并开发了联合递送纳米羟基磷灰石（或黑磷）与免疫抑制剂的载体系统，初步证实共传递载体的协同抗肿瘤效果，并正在深化研究。.本项目研发的纳米载体共载系统实现了对不同药物的同时递送，有效地增强了不同作用机理的抗肿瘤制剂在肿瘤部位的协同作用，并对抑制肿瘤治疗后的复发、转移等有显著的作用，为开发纳米载体的抗肿瘤功能提供了新的思路。