以成纤维细胞激活蛋白α为肿瘤治疗靶点的环境响应型多肽纳米载体抗肿瘤疗效的研究

成纤维细胞激活蛋白α(FAPα)是肿瘤相关成纤维细胞特异性表达的一种表面抗原，对于形成有利于肿瘤生长的微环境十分重要。FAPα具有二肽基肽酶和胶原酶活性，它可以通过发挥蛋白酶水解作用，协助肿瘤细胞的浸润、侵袭。因此，通过抑制其蛋白酶活性，有利于控制和削弱肿瘤的恶性化发展。本研究将主要针对FAPα进行肿瘤的靶向治疗，以FAPα作为治疗靶点、针对肿瘤微环境的低pH值和高温的生物学特征，设计并构建一系列环境响应型多肽纳米载体，实现FAPα蛋白酶活性抑制剂对肿瘤微环境的靶向输运，以及对不同环境进行响应的可控释放，抑制蛋白酶活性，从而控制肿瘤的快速生长和恶性化。本研究将揭示多肽纳米材料的组装原理，探索纳米载体的理化特性影响装载和输运的机制，阐明多肽纳米载体对环境刺激响应实现FAPα蛋白酶活性抑制剂的可控释放机理，并评价抗肿瘤效果，为最终进行以FAPα为靶向的、高效的肿瘤介入治疗奠定基础。

多肽分子具有良好的生物相容性、生物可降解性和多种生物活性；另外，其结构简单、种类繁多、易于改性、稳定性好，是构建自组装纳米结构的理想单体；因此，多肽自组装材料非常适合纳米医学领域的应用。尽管目前已有40余种纳米技术产品进入肿瘤诊断及治疗的临床阶段，然而，纳米颗粒的瘤内疏运仍然是纳米载药体系的一大瓶颈问题，间质高压、以及致密的细胞外基质和间质细胞层形成阻碍纳米颗粒作用于位于肿瘤核心部位的肿瘤细胞的生物屏障。如果能打破此生物屏障，将有望大幅提高利用纳米技术诊断和治疗肿瘤的效果。. 肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）是肿瘤微环境中一类主要的间质细胞，它自身及其分泌的一些细胞外基质构成肿瘤组织中的重要生物屏障，极大的限制纳米药物以及很多药物分子在实体瘤中的渗透，导致不能实现预期疗效。相比在不同肿瘤类型中表达不同标志蛋白的肿瘤细胞，CAFs在大部分上皮来源的肿瘤间质中都过表达特定的标志蛋白，例如成纤维细胞激活蛋白-α（FAP-α）。90%以上的上皮来源的肿瘤间质中FAP-α都呈阳性表达；FAP-α阳性的CAFs构成50-95%的肿瘤间质成分，靶点丰富；与肿瘤细胞相比，CAFs的基因组较稳定，不易出现抗原丢失和治疗耐受；表达FAP-α的CAFs主要围绕肿瘤血管内皮细胞周围分布，纳米颗粒容易到达，因此针对表达FAP-α的CAFs进行靶向治疗有望在绝大多数实体瘤中发挥疗效，成为肿瘤治疗新的发展方向，特别是有望提高药物输运效率。. 靶向CAFs的肿瘤治疗分为两种策略，既可清除CAFs，又可调控CAFs以减少生物屏障。本项目分别采取这两种策略，设计并构建一系列自组装纳米药物载体，集靶向CAFs和有效杀伤肿瘤细胞为一体；同时打破或降低肿瘤组织的屏障作用，增加抗肿瘤药物在肿瘤组织中的高效渗透，有效提高对富含CAFs的实体瘤的抗肿瘤疗效，并降低化疗药物的毒副作用。此外，纳米载体可载带多种化疗药物，对多种肿瘤都能取得治疗效果，具有较好的普适性。本项目是第一次利用纳米技术靶向CAFs，并取得良好疗效，为纳米材料抗肿瘤的研究提供了新思路。另一方面，我们还通过对多肽分子的巧妙设计，详尽的研究其自组装动力学过程及相关原理，实现对多肽组装体形貌转变的控制。第一次实时观察到多肽自组装、多肽-药物共组装及自组装体重组的形貌变化过程，这也为精确调控多肽分子自组装过程的研究提供新的视角。