肿瘤微环境响应型脂质复合物的构建及其抗乳腺癌转移的效应与机制研究

Inhibiting tumor metastasis is an important strategy for effective treatment of tumors. The objective of this study is to develop a kind of tumor microenvironment responsive lipoplexes, which are supposed to anti-metastasis by regulating epithelial-mesenchymal transition (EMT) and tumor angiogenesis. Firstly, with a matrix metalloproteinase (MMP) substrate peptide as a connecting arm, a kind of cell-penetrating peptide (CPP) bi-directional modified PEG is synthesized, which is subsequently anchored on the surface of the miRNA loaded liposomes, thus preparing tumor microenvironment responsive lipoplexes. The hydration shell of the lipoplexes surface would be thin and compact due to the bi-directional anchoring of PEG. The lipoplexes could avoid being quickly cleared in body, and once arriving at tumor tissues, the PEG chain on the surface of lipoplexes could be taken off by overexpressed MMP, leading to smaller particle sizes and explosion of CPP, which could further enhance its tumor tissue permeability and tumor cell uptake. In addition, the lipoplexes could load gene drug, small molecule modulator and chemotherapeutic drug in the same time, which means a synergic effect would be expected in curbing tumor volume and metastasis. Consequently, this study is going to explore a new kind of tumor microenvironment responsive drug delivery system and to offer a possible combination regimen for treatment of tumor metastasis. Hence, this study has important academical significance and potential value of clinical application.

阻止肿瘤转移是有效治疗肿瘤的重要策略。本研究旨在针对肿瘤转移进程中的关键事件——上皮间质转化和肿瘤新生血管，结合肿瘤微环境特征，构建一种新型载药脂质复合物，并研究其抗乳腺癌转移的效应与机制。首先利用基质金属蛋白酶（MMP）底物肽作为连接臂，合成穿膜肽双向修饰的功能化聚乙二醇；然后将其两端通过静电力作用锚定在载miRNA脂质体的表面，构建肿瘤微环境响应型脂质复合物。该脂质复合物表面的水化膜薄而紧致，在体内可避免被快速清除，到达肿瘤组织后在MMP作用下脱去水化膜，缩小粒径并暴露穿膜肽分子，提高肿瘤组织渗透性和细胞摄取效率。此外，该脂质复合物联合包载基因药、小分子调节剂和化疗药，可发挥不同机制药物的协同增效作用，以期实现控制肿瘤生长、遏制肿瘤转移的治疗目标。因此，本研究有望探索出一种新的肿瘤微环境响应型药物递送体系，并为抗肿瘤转移提供一种可能的联合用药方案，具有重要的学术意义和潜在的临床价值。

转移是恶性肿瘤最重要的一个特征，也是造成癌症患者死亡的主要原因。因此，在抗肿瘤治疗中，寻找抑制肿瘤转移的新策略，对实现恶性肿瘤的有效治疗具有重要意义。常规化疗药物分布缺乏组织选择性，造成严重不良反应，严重降低患者的生存质量。本项目主要研究将治疗药物高效递送至肿瘤区域，在杀伤肿瘤细胞、控制肿瘤体积的同时遏制肿瘤转移，提供综合抗肿瘤效果。.本项目实施，针对肿瘤转移进程中的关键事件——肿瘤上皮间质转化（EMT）和肿瘤血管生成（新生血管和拟态血管）开展研究。以侵袭性乳腺癌和非小细胞肺癌为例，利用纳米载体共同包载蒽醌类等临床常用化疗药物与不同天然小分子调节剂，结果发现薯蓣皂苷、和厚朴酚、双氢青蒿素和五味子乙素这四个天然小分子药物具有低毒、高效的抗肿瘤侵袭转移作用。在药物递送方面，构建载药脂质体，以表面修饰穿膜寡肽为主，探索了肿瘤微环境响应的纳米载体，对肿瘤微环境的选择响应性进行验证。在抗肿瘤转移效应与机制方面，建立了侵袭性肿瘤细胞建立拟态血管模型、新生血管模型、穿透模型、创面愈合模型和细胞形态重塑模型等，结果发现载药脂质体对肿瘤浸润、侵袭、上皮间充质转化（EMT）均表现出抑制作用，机制与调控FAK，EphA2，MMP-2、VEGF、MMP-9、VIM等蛋白的表达相关。在体内抗肿瘤效应方面，采用皮下接种的方式对建立荷瘤裸鼠动物模型，活体成像监测发现靶向脂质体可以显著提高荷瘤小鼠肿瘤组织的药物分布；通过治疗周期内的小鼠肿瘤体积变化、小鼠体重变化及治疗结束后肿瘤组织的HE染色、TUNEL染色等实验系统评价体内药效学，结果发现靶向载药脂质体可以显著提高药物在动物体内的综合抗肿瘤效果。.本项目研究构建的药物递送系统可为临床抗肿瘤转移治疗研究提供参考，为探索联合应用天然小分子调节剂的抗肿瘤机制提供理论支持和实验数据，具有重要学术意义和一定的应用参考价值。