基于硫代适体介导的miR-34a纳米给药系统构建及其抗前列腺癌干细胞作用

The existence of prostate cancer stem cells (PCSC) is a major cause of treatment failure; microRNA is expected to be the most promising therapies, so there is an urgent need to construct nanoparticles targeted to PCSC as gene vector. Based on early study of miR-15a/15-1 nanoparticles mediated by PSMA and its effect on prostate cancer, this project with biodegradable poly L-arginine (PLR) nanoparticles as carrier, miR-34a having inhibitory effect on PCSC survival, proliferation and invasion as model drugs, DNA thioaptamer (TA)targeted towards the hyaluronic acid binding domain of PCSC CD44 as target head group,dual function polyethylene glycol ( NHS-PEG-MAL ) as a bridge, work together to build aptamer-mediated targeting Nanocomposites [TA-PEG-PLR/miR-34a] and elucidate its regulation mechanisms of prostate cancer stem cells invasion, PCSC intracellular transport mechanisms and in vivo distribution characteristics. This research project would open up a new way for prostate cancer therapy,especially androgen-independent prostate cancer therapy, and provide theoretical basis for targeted delivery system design of cancer biological therapy drug and cancer stem cells therapy.

前列腺癌干细胞(PCSC)的存在是导致前列腺癌治疗失败的主要原因，miRNA有望成为最有前途的治疗药物，因此迫切需要构建PCSC主动靶向的纳米基因载体。本课题在前期研究PSMA介导miR-15a/16-1纳米给药系统抗前列腺癌作用基础上，以可生物降解聚精氨酸(PLR)为载体，具有抑制PCSC存活、增值和侵袭作用的miR-34a为基因药物，能够与PCSC膜CD44分子的透明质酸结合区域高度结合的硫代DNA适体(TA)为靶头，以双功能聚乙二醇(NHS-PEG-MAL)为桥接，构建适体-聚乙二醇-聚精氨酸(载miRNA)[TA-PEG-PLR/miR-34a] 纳米主动靶向递药系统，阐明其调控前列腺癌干细胞侵袭的作用机理、PCSC胞内转运机制及体内分布特征。通过本项目研究，为前列腺癌特别是雄激素非依赖性前列腺癌的治疗开辟一条新途径，同时也为其他肿瘤的生物治疗及干细胞靶向给药系统设计提供理论依据。

前列腺癌干细胞(PCSC)的存在是导致前列腺癌治疗失败的主要原因，miRNA有望成为最有前途的治疗药物，因此迫切需要构建PCSC主动靶向的纳米基因载体。本课题在研究聚精氨酸(PLR)作为基因载体的过程中，发现PEG修饰降低PLR的细胞毒性同时也降低了转染效率，因此亟需研究低毒性、高转染效率的新型肽类聚合物载体。基于细胞穿透肽跨膜转运的原理，采用低浓度过氧化氢氧化法，利用精氨酸、组氨酸、半胱氨酸和硬脂酰基团构建了一种拥有自主知识产权的新型硬脂酰基修饰的可细胞内降解寡肽多聚物SHRss2，体内外评价证实其可有效递送siRNA，且细胞毒性很低。采用miR-34a为基因药物，能够与前列腺癌干细胞CD44分子高度结合的硫代DNA适体(TA)为靶头，以双功能聚乙二醇(NHS-PEG-MAL)为桥接，构建了适体-聚乙二醇- SHRss2 (载miR-34a) 纳米靶向递药系统[TA-PEG- SHRss2/miR-34a]，体内外研究表明其能够抑制前列腺癌细胞的生长、侵袭、转移和诱导前列腺癌细胞凋亡。通过本项目研究，为前列腺癌的治疗开辟一条新途径，同时也为其他肿瘤的生物治疗及肿瘤干细胞靶向给药系统设计提供理论依据。