间充质干细胞携带药物控释纳米颗粒靶向治疗脑胶质瘤的原理研究

脑胶质瘤恶性程度高，复发率和死亡率高，至今临床还没有有效的方法抑制死亡率。本项目利用间充质干细胞受肿瘤细胞分泌物质的吸引趋向（靶向）脑胶质瘤细胞的特性，及纳米材料作为抗肿瘤药物载体可控释放药物的优势，设计制备具有可控释放药物性能的夹心二氧化硅纳米颗粒作为抗肿瘤药物载体，将载药纳米颗粒通过特异性抗体与骨髓间充质干细胞结合，在间充质干细胞携带载药纳米颗粒趋向到达肿瘤部位后，开启纳米颗粒可控释放抗肿瘤药物开关，杀死胶质瘤细胞。利用这种"干细胞靶向"和"纳米控释技术"相结合的策略，实现对肿瘤细胞的追踪靶向和杀伤，一举杀死原发病灶和转移病灶的所有胶质瘤细胞。本项目为纳米技术的肿瘤靶向提供创新的、靶向能力更强的靶向方式与靶向思路；为干细胞技术开拓新的应用方向；为恶性肿瘤的治疗开拓新的思路，建立脑胶质瘤靶向治疗的新原理、新方法、新技术。

针对纳米药物的肿瘤靶向性难题，设计具有缓控释性能的夹心二氧化硅纳米颗粒，通过特异性抗原-抗体反应将载药夹心二氧化硅负载到间充质干细胞上并趋巢到肿瘤组织，释放药物杀死肿瘤细胞。项目按照任务合同的规定开展，取得的系列科研成果主要有：.1．设计有自主知识产权的简单、灵活、可控的方法合成夹心二氧化硅纳米颗粒（50 nm～1000 nm、单分散度10%以内）并实现公斤级放量。对纳米颗粒粒径、表面化学、结构等相关性能调控，并通过层层包覆法、原位聚合法、乳液法等方法在颗粒表面包覆生物相容性的聚合物，实现了药物的控制释放。.2．设计抗原-抗体结合成功将装载阿霉素的夹心二氧化硅负载到间充质干细胞上，首次将构建的间充质干细胞结合夹心二氧化硅阿霉素用于靶向治疗胶质瘤，获得理想的肿瘤靶向效果和药物蓄积效果，为肿瘤靶向治疗提供了新原理和新策略。研究成果发表在国际著名纳米材料类ACS Nano上。.3. 拓展夹心二氧化硅纳米载体在肿瘤治疗中的应用，构建了具有肿瘤被动和主动靶向性能的夹心二氧化硅载药输送体系，用于治疗肝癌、宫颈癌大大提高了肿瘤抑制率，降低了对正常组织的毒副作用。另外，构建金壳夹心二氧化硅，将热疗、化疗、靶向、药物缓控释集于一体，实现肿瘤的低毒、高效治疗。研究成果发表在国际著名纳米材料类ACS Nano、Adv. Mater.等杂志后，被美国纳米技术与纳米科学网“Nanowerk”等国际媒体进行专题报道。.4. 对夹心介孔二氧化硅纳米材料的生物相容性进行了系统研究，建立了纳米材料给药剂量、尺寸、形貌等物化性质与其体内外生物相容性之间的关系，为介孔二氧化硅纳米材料的生物医学应用奠定了基础。. 由于这些在介孔二氧化硅药物控释载体设计和肿瘤靶向治疗方面取得的成果，项目负责人所在的研究团队受到国际著名材料类杂志Adv. Mater.的邀请，撰写发表了介孔二氧化硅纳米材料生物医学应用方面的综述；项目共发表SCI论文16篇（均标注课题号），其中在国际生物材料类和纳米材料类著名杂志ACS Nano、Adv. Mater.和Biomaterials等影响因子7～14杂志发表论文8篇，Nanoscale等影响因子3-7的论文共5篇；项目执行期间申请发明专利1项，获得国家发明专利授权2项；协助博士生导师唐芳琼研究员培养参与此项目的博士生4名；项目负责人在本项目支持下由助理研究员晋升为副