pH敏感纳米载体靶向转染AP-2α基因诱导胃癌细胞凋亡的基础性研究

Currently, the only curative treatment for gastric cancer is surgery. However, even after radical operation, many patients died of recurrences and/or metastasis. Therefore, more attention has been focused on the potential application of gene therapy in the treatment of gastric cancer. In our previous research, we found AP-2α gene is significantly associated with tumor progression and prognosis. Furthermore, the up-regulation the AP-2α protein expression in gastric cancer cells by transfection can obviously induce the apoptosis of gastric cancer cells, suggesting that the AP-2α gene may be a potential target for gene therapy. To analysis the feasibility of its application in gene therapy, we expect to consult the nude rat model, and load AP-2α expression plasmid into pH-sensitive nanocarrier, and target those complexes to tumor via EPR effect, and nanocarrier rapidly release AP-2α expression plasmid triggered by low pH in lysosomes, and finally induce cancer cells apoptosis. To investigate its mechanism in vivo, we also analyze the expression of AP-2α， Bcl-2 and related protein in tumor and normal tissue. Our research will pave a new potential approach on radical therapy for gastric cancer.

目前手术治疗仍是治疗胃癌的主要途径，然术后高复发转移率导致胃癌高死亡率。基因治疗从分子水平纠正细胞错误表达，为治愈胃癌提供新思路。本项目前期研究发现AP-2α与胃癌发生和预后显著相关，而且将AP-2α蛋白表达质粒转染到胃癌细胞能明显诱导细胞凋亡，说明AP-2α可成为胃癌基因治疗的潜在靶基因。为进一步研究AP-2α的体内作用机制和评估其用于基因治疗的效果，本项目拟利用肿瘤与正常组织间的pH差异性设计高度智能化纳米载体，以胃癌原位移植裸鼠为模型，先将AP-2α蛋白表达质粒装载到pH敏感的纳米载体上，然后在体内利用纳米EPR效应被动靶向到肿瘤部位，再在胞内利用溶酶体的酸性环境促发pH敏感纳米载体快速释放目的基因，最终诱导肿瘤细胞凋亡。同时同步研究体内AP-2α，Bcl-2等蛋白表达变化，分析AP-2α可能的作用机制。本项目将纳米科技与基因治疗有机结合起来，为胃癌的基因治疗提供新的途径。

目前在中国胃癌的发病率仍然居高不下，同时较高的复发率及转移率导致胃癌的死亡率居高不下。基因治疗作为一种新兴技术为胃癌治疗提供了新的思路。本项目前期研究发现AP-2α基因与胃癌发生和预后显著相关, 说明AP-2α或可为胃癌基因治疗的潜在靶基因。为进一步研究AP-2α的体内作用机制和评估其用于基因治疗的效果，本项目中，我们构建了AP-2α蛋白表达质粒，共转染到胃癌细胞MGC-803和正常胃黏膜细胞株GES-1，通过对转染细胞的AP-2α的mRNA和蛋白水平检测，发现了转染AP-2α蛋白表达质粒后能显著提高细胞内的AP-2α的mRNA和蛋白表达，同时会阻滞MGC-803细胞的增殖和生长。进一步通过小鼠皮下成瘤的体内研究也证实，通过提高细胞内的AP-2α的mRNA和蛋白表达能抑制胃癌细胞的生长。在此基础上，为了达到更好的基因治疗效果，本项目进一步利用一种新型的基因体内运输载体----嵌段聚合物（PEO-block-PPO-block-PEO, P123），将AP-2α蛋白表达质粒负载在此聚合物里面，同时通过偶联肿瘤靶向分子RGD多肽，进一步提高此基因治疗复合物的肿瘤靶向效果。体外表征结果表明所构建嵌段聚合物的水合粒径在19.3nm作用，偶联RGD和AP-2α蛋白表达质粒后，其水合粒径增加到23.5 nm，因此，本项目构建的基因治疗复合纳米载体具有被动靶向效应（enhanced permeability and retention effec，EPR效应），能在体内被动靶向胃癌组织。体外和体内实验结果都表明，本项目所构建的基因治疗复合纳米载体具有良好的肿瘤靶向和抑制其生长和增殖的效果，是一种潜在的新型胃癌治疗的分子靶向纳米复合物。