靶向性功能化氧化石墨烯纳米粒共载siRNA与紫杉醇的制备及其应用于卵巢癌治疗的实验研究

Combined therapy provides great opportunities for the treatment of cancer. The study found that no or low expression of Plk1 in normal ovarian tissues, but is highly expressed in ovarian cancer tissues. Importantly, inhibition of Plk1 can kill tumor cells, but had little effect on normal cells. Further research also found that the anti-Plk1 siRNA has greatly enhanced the sensitivity of cells to paclitaxel. However, naked siRNAs are poor in vivo stability, short half-life, low transfected efficiency, susceptible to nuclease degradation and so on. Additionally, drugs and siRNA both need be transported to the tumor tissues together after systemic administration for in vivo optimal effect. So the key of application siRNA and drugs is selecting an appropriate carrier to reach and enter the tumor cells for the purpose of synergistic action. In this study, we intend to prepare FA-modified functional graphene oxide delivery system containing siRNA and paclitaxel, through in vitro and in vivo experiments to clarify the physicochemical properties of the system and the target for ovarian cancer. We also plan to clarify the effect of the system in targeting of synergistic inhibition and its related mechanism; to study the synergistic antitumor effect and safety of the system in nude mice of ovarian cancer. The obtained research results would form the basis for the future application of siRNA and drug combined therapy in the clinic.

联合治疗为癌症的治疗提供了良好的前景。研究发现，Plk1在正常卵巢组织中不表达或低表达，而在卵巢癌组织中高表达。重要的是，抑制Plk1可以杀死肿瘤细胞，而对正常细胞无影响。进一步的研究还发现anti-Plk1 siRNA具有大大增强细胞对紫杉醇敏感性的作用。但裸siRNA具有稳定性差、不易穿透细胞膜、易被核酸酶降解等缺点。另要使药物和siRNA 在体内发挥最佳疗效，二者应当在系统给药后被同时输运到肿瘤组织。故应用siRNA和药物的关键是如何有效地使其共同到达肿瘤部位并进入细胞中协同发挥作用。本课题拟通过制备FA修饰的共载siRNA和紫杉醇的氧化石墨烯递送系统、 体外细胞和裸鼠皮下/原位移植卵巢癌模型体内实验来明确该体系的理化性质和对卵巢癌细胞的靶向协同抑制作用及其相关机制；研究该体系对荷卵巢癌裸鼠的靶向协同治疗作用及其有关机制，并进行安全性评价，为今后的临床应用提供理论和临床前研究基础。

联合治疗为癌症的治疗提供了良好的前景。研究发现，Plk1在正常卵巢组织中不表达或低表达，而在卵巢癌组织中高表达。重要的是，抑制Plk1可以杀死肿瘤细胞，而对正常细胞无影响。进一步的研究还发现anti-Plk1 siRNA具有大大增强细胞对紫杉醇敏感性的作用。但裸siRNA具有稳定性差、不易穿透细胞膜、易被核酸酶降解等缺点。另要使药物和siRNA 在体内发挥最佳疗效，二者应当在系统给药后被同时输运到肿瘤组织。故应用siRNA和药物的关键是如何有效地使其共同到达肿瘤部位并进入细胞中协同发挥作用。本课题成功制备了FA修饰的共载siRNA和紫杉醇的氧化石墨烯递送系统（PEG-GO-PEI-FA/siRNA/PTX），并通过原子力显微镜、马尔文粒度分析仪等其进行了表征， 其粒径大小约281，Zeta电位 14.3 mV.生物安全性试验表明，该系统在浓度为100μg/mL时其细胞生存率仍大于90%，是一种比较安全、可靠的载体材料，且通过琼脂糖凝胶试验证实该系统能够很好的负载运输基因，能够缓慢释放药物，能够感知红外线产生热效应，可以进行更进一步的试验研究。体外细胞摄取实验结果表明所制备的PEG-GO-PEI-FA/siRNA/PTX系统可以靶向进入细胞被细胞完全的摄取，并从溶酶体中逃逸释放基因。体外细胞毒性实验表明，随着浓度和时间的变化，PEG-GO-PEI-FA/siRNA/PTX±laser，能够显著抑制细胞的增殖，在48h时最低可达20%，说明载药基因±laser照射后材料具有明显的肿瘤细胞抑制效应，并具有时间依赖性。小动物活体成像实验说明PEG-GO-PEI-FA/siRNA/PTX可以不被肝脏、脾脏清除，可以在体内长时间循环，并能够靶向肿瘤组织，说明该系统具有极好的靶向性能，能够三位一体的治疗肿瘤。进一步的裸鼠皮下卵巢癌移植瘤模型也证实了PEG-GO-PEI-FA/siRNA/PTX+Laser能够显著抑制肿瘤的生长，达到了“ 三效合一” 靶向协同增效治疗卵巢癌的作用，为今后的药物开发和临床应用提供了理论和临床前研究基础。