基于“药载同源”构建肿瘤深层穿透的茶多酚-蜂毒肽纳米递送系统

Deep tumor penetration of drugs plays a critical role in antitumor effect. Melittin, a lytic peptide with anticancer properties has the potential of deep penetration into tumor; Tea polyphenol has multiple pharmacological activities and strong affinity to peptide. Based on the concept of "medicine-carrier homolog", this project develops biodegradable tea polyphenol by polycondensation with enhanced binding force, and fabricates nanocomplex with melittin. In this system, melittin exerts anticancer activities and meanwhile promotes nanoparticles deep delivery; Tea polyphenol as a carrier exerts synergistic antitumor effect and reducing hemolysis toxicity of melittin. Reasonable cooperation of two active ingredients achieves the integration of antitumor function and nanotechnology. Finally, through coordination reaction of boron and polyphenol, an electronegative hydrophilic corona constituted of boric acid derived hyaluronic acid covers the surface of nanocomplex, which establishes a nanoscale delivery system with comprehensive function of stable blood transport, tumor targeting and deep penetration. This project will study the feasibility of nano-sized forming of drugs and clarify the compatibility and cooperativity of active ingredients and explore new method and mechanism of deep penetration by nano delivery system. We believe that this strategy will dig the potential of Chinese medicine in antitumor therapy and provide opportunities to explore more intelligent drug delivery nanoplatforms for deep tumor penetration in future.

提高肿瘤深层的药量是纳米递送系统发挥抗肿瘤效果的关键。蜂毒肽独特的溶膜功能使其抗肿瘤同时具备深层穿透的潜力；茶多酚具有多元药理活性，又对蛋白多肽类具有较强的结合能力。本项目基于“药载同源”的理念，设计合成可生物降解的茶多酚多聚物，增强与蜂毒肽的结合力，形成纳米复合物。蜂毒肽能在杀灭肿瘤细胞同时起到促进纳米粒深层递送的效果；茶多酚则既是蜂毒肽的载体材料，又发挥协同抗肿瘤作用，降低蜂毒肽溶血毒性。两种活性成分的合理配合实现了抗肿瘤功能及纳米功能的一体化。最后，通过复合物中茶多酚与硼的配位作用，在纳米粒表面包覆荷负电的硼酸衍生化透明质酸亲水冠层，构建成具有在血液中稳定转运、肿瘤靶向及深层穿透等完整功能的纳米递送系统。本项目研究活性物质直接纳米化的可行性，阐明药载同源、药效协同的配伍作用，纳米递送系统实现肿瘤深层递送的新方法和新机制，为挖掘中药的抗肿瘤优势，开发新型载药平台提供有价值的思路。

提高肿瘤深层的药量是纳米递送系统发挥抗肿瘤效果的关键。以蜂毒肽为代表的活性多肽是很多动物药的功能成分，其独特的溶膜特性使其抗肿瘤的同时具备深层穿透能力，有很好的开发前景。但其具有体内分布广、代谢迅速、毒副作用大等问题，给临床用药带来较大难度。本项目基于“药辅合一”的理念，从中药汤液自沉淀现象汲取灵感，利用鞣质/蛋白的自发聚集性质实现蛋白多肽类成分的稳定和纳米化制备，以期增强体内抗肿瘤药效和减少毒副作用。茶多酚是一种天然鞣质成分，具有多元药理活性，对蛋白多肽类具有较强的结合能力。本项目首先仿生合成茶多酚多聚物pEGCG，以其为药源性载体与蜂毒肽形成纳米复合物NC。为了将药物高效递送至肿瘤部位，选择透明质酸为靶向分子和稳定剂，经硼酸衍生化与茶多酚的邻位酚羟基结构生成活性氧（ROS）敏感的硼酸酯键，从而锚定在复合物表面形成亲水冠层，得到透明质酸包覆的茶多酚-蜂毒肽纳米复合物（pHA-NC）。当pHA-NC通过EPR和受体识别效应到达肿瘤部位后，pHA壳被肿瘤部位高表达的透明质酸酶（HAase）以及活性氧（ROS）触发解离，释放出的蜂毒肽和pEGCG能诱导ROS升高，进一步放大肿瘤细胞内的ROS信号，直至杀死肿瘤。为实现上述目标，首先筛选了pEGCG的合成工艺，优化了NC的复合条件，揭示了NC的作用力主要为疏水相互作用；研究了pHA的锚定和解离机制，得到优化后的pHA-NC粒径为141.06 ± 1.16 nm，透射电镜下呈类球形，具壳-核结构；考察了pHA-NC的体外释放，表明透明质酸酶会加速药物的释放，而整个体系能够在正常生理条件下保持稳定；系统研究了pHA-NC的体内外ROS产生和触发条件，证实其具有ROS放大和响应能力；评价了其细胞摄取为多通路和受体介导的机制，胞内转运实验证明其能很好地完成胞内的触发释药；探究了pHA-NC的体内分布，证明其良好的肿瘤趋向性和生物相容性；体内外药效学实验表明，pHA-NC在抑制肿瘤生长、加速细胞凋亡和改变线粒体膜电位方面更具优势，表现出显著的抗肿瘤效果，尤其对深部肿瘤有很好的渗透效果并不产生明显的毒副作用。本课题以中医药理论和实践为指导，运用大量现代技术手段，对解决动物毒肽类成分的成药性和肿瘤深部递药难题提供了切实可行的思路和详实的实验数据，为攻克专业瓶颈最终实现技术的临床转化提供了有价值的参考资料。