基因/药物同载时序性控制释放体系构建及肿瘤抑制研究

提高术后化疗效果，降低毒副作用一直是恶性胶质瘤临床治疗追求的目标。基因治疗联合化疗可实现化疗增敏，而时序性控制释放是控制联合用药效果的关键因素。微RNA（microRNA）的单击多靶效应可逆转化疗耐受，本课题组前期研究表明microRNA-21抑制剂基因治疗联合紫杉醇可使IC50降低5-7倍，实现化疗增敏，但也存在着用药时序问题。因此本项目拟设计"可时序性控制释放的基因/药物同载体系"，在寻找联合用药的最佳抑制效果时间点及投药顺序后，设计以金纳米空心球为基础的基因/化疗药物同载体系，以近红外激光控制基因与药物时序性释放，研究对细胞增殖、凋亡、细胞周期和信号通路关键蛋白的调控以及小鼠体内的靶向治疗效果。以金纳米空心球为基础的同载体系，将基因治疗、化疗和热疗三者集一体，并实现了基因、药物时序性控制释放，达到最佳的肿瘤治疗效果。

化疗耐药是肿瘤临床治疗面临的重大挑战。microRNA基因治疗协同化疗实现化疗增敏是当前癌症研究的热点问题。基因与化疗药物的施药顺序、用药间隔对肿瘤抑制效果有极大的影响，因此设计合理的用药方案具有重要的临床指导意义。.本课题研究表明，对于不同遗传学背景的细胞系，miR-21基因治疗联合化疗药物需要不同的施药顺序，才能达到最优的肿瘤抑制效果。对PTEN野生型的LN229细胞，miR-21抑制剂（miR-21i）和化疗药物同时给药可实现最佳的协同作用；而对缺失PTEN或PTEN突变的U87和U251细胞，miR-21i预处理4小时后加入化疗药，细胞抑制效率最高。基于上述实验结果，本课题组进一步设计并构建了不同的共投递体系。.针对需要同时用药的细胞系，本课题组通过开环聚合、原子转移自由基聚合和点击化学的方法，合成了AB3、(AB3)2、(AB3)3三种结构的星形超支化聚乳酸-聚甲基丙烯酸2-(二甲胺基)乙酯(PLA-PDMAEMA)共聚物，实现了miR-21i和阿霉素(Dox)的体内共投递。其中，具有(AB3)3型结构的星形共聚物miR-21i转染效率是商业转染试剂PEI的2.5倍，药物包载率达17wt%，细胞毒性低，实现了化疗增敏和最佳的肿瘤抑制效果。.针对需要时序用药的细胞系，本课题组通过的硫醇化作用合成聚酰胺-氨（PAMAM）修饰的金纳米球（AuPAD），共投递miR-21i和Dox。AuPAD/21i复合物进入细胞后，miR-21i首先释放，转染4小时后，激光照射使得Dox药物光响应释放，实现了基因/药物在细胞水平上的时序控制释放。相对于游离药物组，时序释药组细胞药物半数抑制浓度降低了8-10倍，较同时加药组降低了2倍，更好的抑制肿瘤的体内外生长。.目前，已有大量关于多功能纳米药物对肿瘤联合治疗的报导，但由于其生物相容性及生物可降解性等方面的局限，极大的限制了在临床上的应用。本课题设计并构建以生物体自有分子-血卟啉为基础的可直接用于临床注射的肿瘤靶向光动力纳米药物HPPD，将纳米技术、化疗及光动力疗法有效结合，高效携带具有共轭结构的抗肿瘤药物Dox，药物半数抑制浓度降低12倍，并且在光照响应下有效的抑制肿瘤的体内外生长。且设计的纳米药物HPPD生物安全性高，可降低Dox诱导的心脏毒性，为未来临床纳米药物的设计提供了新的思路和策略。