氨溴索调节肿瘤细胞自噬与促进肺泡表面活性物质提高肺癌化疗效果及作用机制研究

Contraposing the problems that treatment effect of clinical chemotherapy for non-small cell lung cancer（NSCLC） is unsatisfied, we put forward to novel curative thought that utilize biological function of ambroxol to kill more cancer cells for improved chemotherapy effect. This project takes advantage of two biological function of ambroxol as well as nanotechnology, which induce autophagy cell death（ACD） by modulating tumor cell autophagy and promote pulmonary surfactant secretion. Ambroxol activates ACD path and enhances lung distribution of chemotherapy drug, which inhibits drug resistance and relapse, thus enhances antitumor effect of chemotherapy drugs. Therefore, we select NSCLC as research object, with chemotherapy drug paclitaxel as a model drug, and systematically research regulation mechanism of ambroxol in tumor cell autophagy and related molecular mechanism. Furthermore, we will evaluate therapy effect of lung tumor, drug resistance tumor and tumor metastasis in vitro and vivo by ambroxol in combination with paclitaxel. We will construct amphiphilic medicinal drug-loading polymer nano-micelle, and clarify the way uptaked into the cells and mechanism in response to ambroxol’s biological function. Deep develop interaction mechanism of autophagy and pulmonary surfactant between ambroxol, chemotherapy drug and nano-micelle from the level of molecules, cells and whole animal. There are important theoretical guiding significance involved in further expanding and clarifying therapy mechanism of lung tumor by ambroxol in combination with chemotherapy drug and a further clinical application.

针对非小细胞肺癌临床化疗效果差的科学问题，提出利用氨溴索独特的生物学功能提高化疗药物肺肿瘤敏感性的新思路。课题通过氨溴索调控肿瘤细胞自噬和促进肺泡表面活性物质分泌的作用，联合纳米技术激活肿瘤细胞自噬性死亡通路和增加化疗药物在肺部分布，达到增强化疗药物抗肺肿瘤效果和抑制肿瘤耐药的目的。课题选择肺癌作为研究对象，以化疗药物紫杉醇作为模型药物，系统开展氨溴索对肿瘤细胞自噬的调控机理和相关分子机制研究，对化疗药物联用氨溴索后对肺肿瘤及耐药肿瘤的作用效果进行体内外评价。构建载化疗药物的两亲性聚合物纳米胶束，评价与阐明其进入细胞的途径及与氨溴索两个生物功能的应答机制；从分子、细胞与整体动物水平系统深入开展氨溴索、化疗药物与纳米胶束载体在肿瘤细胞自噬和肺泡表面活性物质分泌方面的相互作用机理。课题对于深入理解和阐明氨溴索与化疗药物联合治疗肺肿瘤的作用机制及进一步临床转化应用具有重要的理论指导意义。

基于化疗药物对肿瘤细胞自噬的诱导作用，发现和选择合适自噬调控分子干预肿瘤细胞自噬过程，成为进一步提高化疗药物杀伤肿瘤细胞的新策略和新方法。课题发现并系统性研究氨溴索调控肿瘤细胞自噬和促进肺泡表面活性物质分泌的两大生物功能，阐明其调控肿瘤细胞自噬通路的主要作用机制为碱化溶酶体，降低酸性磷酸酶活性，减少自噬小体与溶酶体融合，阻断自噬流，最终导致自噬小体的聚集。课题围绕氨溴索调控自噬和促进肺泡表面活性物质分泌的两个生物功能，基于仿生策略和纳米技术，筛选并确定具有良好生物功能和纳米尺寸效应的功能高分子材料Pluronic作为化疗药物纳米递送系统的主体载体材料。课题成功构建了高载药量的PEG-PLA/Pluronic载药纳米胶束，在化疗药物和纳米载体对肿瘤细胞自噬的双重诱导作用下，与氨溴索细胞自噬调节作用产生良好生物应答，激活了肿瘤细胞自噬性死亡通路；利用高分子载体材料的两亲性与氨溴索促进肺泡表面活性物质分泌功能产生良好生物应答，有效提高了化疗药物和纳米载体在肺肿瘤组织的分布，多种机制提高了化疗药物的抗肿瘤效果和中位生存期。针对耐药性肺肿瘤的耐药相关转运蛋白高表达和高自噬水平的特点，以外源性肺表面活性磷脂DPPC为载药脂质体的基本骨架，成功构建了载药Pluronic/DPPC杂合脂质体，与氨溴索联用后显著性提高对耐药性肿瘤细胞的增殖抑制作用和凋亡诱导能力，具有“1+1＞2”的肿瘤细胞毒协同效应；利用肺泡表面活性相关磷脂与蛋白特有的亲和性，通过与氨溴索两大生物功能的良好应答响应性，有效改善肺部肿瘤的微环境，显著性提高了化疗药物在耐药性肺肿瘤组织的分布和抗肿瘤效果。课题基于氨溴索的生物功能和纳米载体的功能响应性，将细胞自噬理论、纳米载体及仿生化技术应用于生命科学领域，对纳米药物在肿瘤治疗领域的应用有着较好的补充和推动作用，同时氨溴索“老药新用 ”的发现为临床肿瘤治疗的进一步应用提供了新思路和理论基础，具有巨大的临床转化潜力。