兼具ROS响应性药物序贯释放及肿瘤间质穿透能力的主动靶向双药纳米载药体系在肺癌治疗中的疗效及机制研究

In previous study, we demonstrated that Tet could enhance the cytotoxicity of Ptx through induction of intracellular ROS levels. Now we try to deliver the two synergistic drugs in nanoparticles to increase the antitumor efficacy. But a prerequisite for this delivery is that Tet should be released from the nanoparticles earlier than the release of Ptx to increase the ROS levels first. To overcome this difficulty, we employ Distearoyl-L-a-phosphatidylethanolamine- poly(ethylene glycol)(DSPE-PEG) as main drug carrier. We then synthesize a ROS cleavable linker to connect DSPE-PEG and Ptx. After that, we construct a ROS responsive sequential drug release Tet and Ptx co drug loaded nanoparticle and modify the surface of nanoparticles with an active targeting peptide cRGD and near infrared fluorescent tracer NIR797. We then examine the ROS responsive sequential drug release and targeting ability of the co drug loaded nanoparticles in vitro and in vivo. The antitumor effect will also be evaluated as well as the possible mechanism.

在发现汉防己甲素（Tet）可通过诱导胞内活性氧（ROS）升高来增强紫杉醇（Ptx）毒性的基础上，我们将有协同抑瘤作用的两药通过纳米载药体系共投递来获得更好的效果。但是两药基于ROS的协同效应要求双药微球在体内需先释放Tet来升高ROS继而增强后释放的Ptx的效果。我们合成ROS响应性断裂的连接分子（ROS cleavable linker），并通过该分子将生物相溶性的二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇（DSPE-PEG）与Ptx相连，得到最终载体DSPE-PEG-linker-Ptx。采用该载体构建Tet与Ptx的双药纳米载药微球。并在其表面修饰可以增强肿瘤间质穿透能力的cRGD肽来增加载药微球在肿瘤组织的富集，最终获得一种兼具ROS响应性药物序贯释放和肿瘤间质穿透能力的主动靶向Tet与Ptx双药纳米载药微球。在肿瘤细胞和动物模型上进行药物序贯释放，肿瘤靶向性，疗效的评价及相关机制研究。

紫杉醇是通过阻碍细胞微管解聚从而抑制细胞增生的一线化疗药物。汉防己甲素作为一种中药提取的生物碱，具有潜在抗肿瘤效果，目前已有多篇文献证明汉防己甲素能抑制多种肿瘤生长。然而紫杉醇和汉防己甲素的低水溶性极大的限制了其临床应用。本课题中，我们合成一种全新的纳米载药系统来解决此问题。我们探索了将ROS响应性断裂的酮缩硫醇基团连接到以磷脂聚乙二醇羧基为基础的高分子纳米微球上，并包裹紫杉醇及汉防己甲素形成双药纳米微球。新的纳米微粒在细胞内高ROS环境中，酮缩硫醇基团将断裂、释放出其中的紫杉醇及汉防己甲素，靶向分布到高ROS组织细胞中，如肿瘤细胞。本课题中，通过体外胃腺癌及肺腺癌细胞模型验证了纳米微球的抗肿瘤效果较裸药及紫杉醇单药更明显。通过荧光检测、电镜观察及蛋白质验证等方法证实双药纳米微球可显著增加细胞内自噬水平，提示双药纳米微球可能是通过促进细胞自噬产生更好的抗肿瘤效果。为进一步验证抗肿瘤的作用机制，我们向肿瘤细胞中协同加入自噬抑制剂或ROS抑制剂，发现双药纳米微球的抗肿瘤效应被显著削弱。ROS抑制剂加入后，细胞内自噬水平也显著下降，证实在肿瘤细胞中，紫杉醇-汉防己甲素纳米微球是通过ROS诱导的细胞自噬产生卓越的细胞杀伤作用的。本研究为紫杉醇的临床应用提供了新思路，这也为我国传统的中药汉防己甲素在肿瘤治疗中的潜在价值提供了理论及实验基础，为其在临床上的进一步应用增加了可靠的依据。