光动力/基因联合肿瘤治疗纳米体系的构建及性能研究

Non-invasive and time- and space-controllable photodynamic therapy (PDT) used to kill tumor has attracted much attention. However, photosensitizers (PSs) show lack of tumor targeting and damage normal tissues. PDT induces hypoxia, which activates the expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) in cancer cells (tissue), promotes neovascularization, leading to tumor resistance to PDT, subsequently, the efficacy of PDT treatment of tumors was significantly decreased, limiting the clinical application of PDT. To this end, the project proposed the construction of a new tumor targeting PS/siVEGF co-delivery amphiphilic polymer nano carrier for tumor targeting imaging and PDT/gene combination therapy. Targeted delivery of PS to the mitochondria of cancer cells by adjusting the length and distribution of the hydrophobic and hydrophobic segments in the vector structure and the PS structure linked to it by disulfide bonds enables tumor visulization and photodynamic therapy triggered by the tumor-specific reduction microenvironment, eliminating PS damage to normal tissues (cells). Additionally, simultaneous delivery of siVEGF inhibit the expression level of VEGF in cancer cells，reverse the resistance of tumor to photodynamic therapy, therefore，the effect of photodynamic therapy for tumor was significantly improved and the project provides a new idea and strategy for the diagnosis and therapy of tumors.

无创、能在时间和空间可控的肿瘤光动力治疗（PDT）是肿瘤治疗的重要手段。但光敏剂（PS）无肿瘤靶向；PDT引起乏氧，激活癌细胞(组织)中血管内皮生长因子（VEGF）表达，促进新血管再生，导致肿瘤对PDT耐受，显著降低肿瘤PDT治疗效果，限制了PDT临床应用。为此，本项目提出构建新型肿瘤靶向两亲性聚合物纳米载体，共递送线粒体靶向PS及可抑制VEGF生成的siVEGF，用于肿瘤的光动/基因联合治疗。通过调整载体结构中亲、疏水片段长度、分布、与之经二硫键连接的PS结构及叶酸的引入，载体将PS靶向送至癌细胞线粒体，实现肿瘤特异性还原微环境触发的肿瘤识别（成像）及光动治疗，消除PS对正常组织（细胞）损伤；而同时递送的siVEGF抑制癌细胞内VEGF的大量生成，逆转肿瘤对光动治疗耐受性，减少肿瘤复发，提高肿瘤光动力治疗效果，这类工作未见报道。为肿瘤的诊断及治疗提供了一种新的思路和方法，具有重要意义。

无创、能在时间和空间可控的肿瘤光动力治疗（PDT）是肿瘤治疗的重要手段。但光敏剂（PS）无肿瘤靶向；PDT引起乏氧，激活癌细胞(组织)中血管内皮生长因子（VEGF）表达，促进新血管再生，导致肿瘤对PDT耐受，显著降低肿瘤PDT治疗效果，限制了PDT临床应用。在项目执行中，为解决上述问题，设计合成了一系列新的荧光染料探针，新型细胞器靶向光敏剂及不同的药物载体系统，具体成果为：（1）构建了特异性靶向线粒体的近红外纳米光敏剂U-C/T NPs，通过对细胞线粒体的靶向损伤，提高肿瘤光动力疗效；（2）基于癌与正常细胞线粒体内极性的显著差异，通过理性的分子设计，开发了一例基于增强ICT机理的线粒体靶向极性敏感探针NCT用于细胞、离体器官、活体水平癌与正常细胞的区分；（3）首次报道了一种具有聚集诱导发射（AIE）效应的水溶性近红外荧光发射罗丹明光敏剂（CS-2I），可有效选择性识别和消杀耐药革兰氏阳性菌；（4）基于FRET构建了新的靶向细胞线粒体长波长光激发的光敏剂递送体系。该体系由近红外激发（980nm）的上转换纳米颗粒及光敏剂Ce6 构成，具有深的组织穿透能力，实现深层肿瘤的光动力治疗；（5）提出对蛋白质表面氨基的羧基化来单一化蛋白质表面的复杂电荷，创制细胞微环境响应控释的蛋白质递送体系，为蛋白质药物的精准递送及可控释放提供一种新策略；（6）构筑了具有肿瘤微环境（pH/还原）双重敏感可控释放药物的NP(ss-CPT&Pt)纳米前药，在协同治疗化疗耐性肿瘤方面具有良好的应用前景；（7）构建了可响应癌细胞特异性基质金属蛋白酶的PEG化基因载体PEG-poly{N'-[N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl]aspartamide} PAsp(DET), PAsp(DET)与pDNA自组装成纳米核，肽链水解，PEG在癌细胞附近脱除，提高载体与细胞膜的亲和力及被内化的能力，提高基因的递送能力，为新型基因载体的设计提供了新策略。所有以上的成果将为提高肿瘤的光动力治疗效果提供新的光敏剂分子及载体设计新思路，对肿瘤诊疗具有重要意义。