可去PEG屏蔽的还原敏感型化疗药物与siRNA的共运输纳米载体的构建及评价

The therapy of oesteosarcoma is always a tricle problem in orthopedics.In recent years, simultaneous delivery of siRNA and chemotherapeutics to cancer cells has been approved to achieve synergistic/combined effect in cancer therapy,which would show great application respect in osteosarcoma therapy. However,most of the reported codelivery nanoparticles were used only in cells not in vivo. Because when being used in vivo, a series of extracellular and intracellular obstacles should be overcomed before the vehicle can release its payloads at the desired site, especially to improve the stability in extracellular environment and controlled intracellular release. Based on our previous research, we found that reduction-responsive nanocarriers for drug or gene delivery have received can fast release their cargo in redox intracellular environment by the way of PEG de-shielding or by the way of fast reductive degradation. So, we want to design a reduction-responsive nanocarrier for codelivery of drug and siRNA to overcome the multidrug-resistance of osteosarcoma in vivo.The nanocarries can be long-time circuling in vivo, while the carriers would be PEG de-shielded and further fast degraded in redox intracellular environment.So,the drug and siRNA could been fast triggered release,which would induce improved synergistic effect comparing with non reducive-responsive codelivery particles.

骨肉瘤的治疗是目前骨科学界非常棘手的难题，而将化疗药物和siRNA包裹于同一纳米粒，可达到协同增效的效果，这为骨肉瘤的联合治疗提供了新的思路。但目前报道的大部分共运输载体仍局限于在细胞层面的应用，需提高载体在细胞外的稳定性和实现药物与siRNA在细胞内的快速释放。我们在前期研究中发现，能响应细胞内还原环境去PEG屏蔽和快速还原降解的药物或基因载体可使载体在生理盐环境中稳定以及能实现药物或基因在细胞内的快速释放。因此，本项目拟通过聚氨酯方便的结构可设计性，以可还原降解的聚碳酸酯为二醇和胱胺封端的PEG为扩链剂，通过赖氨酸二异氰酸酯接枝短链PEI后,可获得一种在细胞内还原环境下可去PEG屏蔽的和快速还原降解的、能同时装载药物和siRNA的共运输纳米载体，有望使载体在细胞外稳定和实现药物和siRNA在细胞内的快速释放，为骨肉瘤的药物与siRNA的共载治疗在体内的高效应用提供一种新的载体与思路。

项目背景：生物可降解聚氨酯具有良好的生物相容性和生物可降解性，尤其是其方便地分子结构可设计性已被广泛用作组织工程支架材料、药物和基因载体等。通过聚氨酯的可方便地分子结构设计，制备能响应细胞内还原环境去PEG 屏蔽和快速还原降解的胞内快速释放载体，相比于非还原敏感的纳米运输载体，以阿霉素为药物，探讨能否有效逆转骨肉瘤细胞的多药耐药性和增强骨肉瘤细胞对于药物的摄取，从而抑制肿瘤细胞增殖和控制肿瘤的生长，为骨肉瘤的化疗药物在体内的高效应用提供一种新的载体与思路。..主要研究内容与重要结果：我们设计合成了不同弹性模量的聚碳酸酯型聚醚聚氨酯PECUUs，发现低、中、高弹性模量的材料分别有利于AFSCs向类似于纤维环内、中、外区细胞分化并表达相应基质，揭示了材料力学特性在复杂组织再生构建中的重要性和必要性。项目中期重新设计合成路线，成功合成了一种可去PEG屏蔽的、疏水段可还原降解的聚氨酯纳米胶束用于骨肉瘤的控制释放研究，结果表明该聚氨酯可以形成约150nm左右的胶束，能成功装载多柔比星，在还原条件下可快速释放，体外细胞实验表明对骨肉瘤细胞具有较好的作用，这为提出的可去PEG屏蔽的具有还原敏感性的胶束可以实现加快药物在细胞内的快速释放提供了实验依据。项目第三部分，结合项目目标，设计合成了一种可同时装载药物和siRNA的还原敏感性聚氨酯，目前结果表明该聚氨酯可在PB中形成纳米粒。后期的包载药物、包载基因、体外细胞实验拟开展中。..关键数据及其科学意义：根据实际纤维环组织的弹性模量范围，合成了具有良好生物相容性的不同弹性模量的聚氨酯材料，揭示了材料力学特性在纤维环等复杂组织再生构建中的重要性和必要性。此外，合成了一种去PEG屏蔽的、疏水段可快速还原降解的聚氨酯纳米胶束，对骨肉瘤细胞具有较好地抑制作用，有望为骨肉瘤的治疗提供新的辅助材料。..至今已发表标注本项目批准号的论文4篇，授权中国发明专利1项，参加相关学术会议5次（口头报告3次）。