基于功能化外泌体的主动靶向策略在逆转索拉非尼耐药中的研究

Sorafenib (SOR) is an only first-line molecular targeted agents approved by the U.S. Food and Drug Administration for the treatment of advanced liver cancer. The clinical efficacy of SOR is limited due to the drug resistance. SERPINE1 (SER), a gene strongly correlated with the resistance of SOR, was screened by data mining in our previous study. And studies have shown that low expression of SER can reverse SOR tolerance. Therefore, delivering a valid SER gene expression inhibitor (siR-SER) and ensuring its release into a specific target tissue, target cell after it enters the body, is expected to increase the patient's sensitivity to SOR.This project intends to construct the Exoi which can be self-secreting siR-SER, and then insert pHLIP which targets liver cancer cells to form pHLIP-Exoi. Finally, pHLIP-Exoi/SOR, a nano drug delivery system targeting hepatocellular carcinoma, was constructed after wrapping SOR. The possible mechanism of siR-SER on reversing SOR resistance and antitumor effect are analyzed by in vitro and in vivo liver cancer models. Through this study, we design a novel drug delivery system for the combination of siR-SER and SOR, and provide new ideas and approaches to reverse SOR resistance.

索拉非尼（SOR）是美国FDA批准的治疗进展期肝癌的唯一一线分子靶向药物，但其耐药性的存在，限制了SOR临床疗效。我们在前期的数据挖掘中发现了与SOR耐药高度相关的基因SERPINE1（SER），研究表明，SER的低表达可以逆转SOR耐受现象。因此，携带有效的SER基因表达抑制剂（siR-SER），并确保其进入体内后在特定的靶组织、靶细胞中释放，将有望增加患者对SOR的敏感性。本课题拟构建可自分泌siR-SER的药物载体外泌体（Exoi），插入可靶向肝癌细胞的pHLIP多肽，构建肝癌靶向载体pHLIP-Exoi，包裹SOR，拟构建pHLIP-Exoi/SOR肝靶向纳米给药系统。利用体内外肝癌模型探讨siR-SER逆转SOR耐药的可能机制及抗肿瘤效果。通过本课题的研究，为siR-SER与SOR的联用设计新型给药系统，为逆转SOR耐药提供新的思路和方法借鉴。

背景：尽管索拉非尼（sorafenib, SOR）治疗晚期肝细胞癌（hepatocellular carcinoma, HCC）疗效明显，但HCC复杂的生物学特性造成的原发性或获得性耐药，限制了SOR的临床疗效。蛋白激酶C相关激酶N3（Protein Kinase N3, PKN3）通过与Ras同源蛋白C的相互作用，在肿瘤细胞生长及肿瘤血管生成中发挥作用。课题组在前期研究中通过siRNA沉默PKN3的表达，发现siR-PKN3可以协同SOR的治疗，但siR-PKN3是否可以逆转SOR耐药，以及如何携带并确保其进入体内后在特定的靶组织、靶细胞中释放有待进一步研究。.主要研究内容：外泌体（exosomes, Exos）作为天然的内源性载体确保了运输药物的高效，本课题选用可靶向肝癌细胞特异性相关抗原磷脂酰肌醇蛋白聚糖3（Glypican, GPC3）的肽适体TJ12P1作为靶头，功能化修饰Exos，构建TJ12P1-Exos/siR-PKN3，探讨其靶向性及体内外逆转SOR耐药的效果。.重要结果：功能化修饰的外泌体载药系统TJ12P1-Exos/siR-PKN3可主动靶向至肝癌细胞，有效提高了siR-PKN3在肿瘤部位的富集，最终实现逆转SOR耐药。.关键数据：功能化外泌体结构完整，呈囊泡样，可有效包裹siR-PKN3。与未修饰的外泌体Exos相比，功能化修饰的外泌体TJ12P1-Exos可以更多的被SOR耐药细胞株及荷瘤裸鼠摄取，更大程度地逆转SOR耐药。 .科学意义：增敏剂siR-PKN3有望逆转SOR耐药，协同提高抗HCC治疗效果，功能化外泌体可高效递送药物，为其他肿瘤靶向给药系统的设计提供理论依据和方法借鉴。