EGFR阳离子多肽脂质基因载体的构建及在肝癌治疗方面的应用

Development of highly targeted non-virus gene carrier is the key to achieve safe and effective gene therapy. Delivery of gene by nanoparticles (NPs) that selectively target lesion site or malignant cells promises to reduce the side effects of chemical drugs and to enable the using of nano-tools for personalized medicine. To realize this potential, targeted nanocarriers must simultaneously overcome multiple challenges, including specificity, stability and a high capacity for different cargos. Here we report cationic peptide vesicles-supported lipid bilayers (CPVs) that synergistically combine properties of nano-micelle particles and liposomes. CPVs modified with a targeting peptide of epidermal growth factor receptor (EGFR) that binds to human hepatocellular carcinoma exhibit higher drug delivery ability and gene transfection efficiency than for non-targeted NPs. Furthermore, CPVs can be loaded with different cargos of therapeutic (drugs and small interfering RNA) and diagnostic (quantum dots) agents and modified to promote nuclear accumulation of selected cargos. The CPVs vector with EGFR targeting possessed promote AChE gene expression. The siRNA CPVs/AChE complexes produced excellent gene delivery ability in EGFR-positive liver cancer cells in vitro and in vivo.

体内高靶向性非病毒基因载体的研发是实现安全有效基因治疗的关键。本课题拟使用具有EGFR靶向功能的短肽GE11衍生物替代磷脂，构建尺寸可控、粒径均一、表面多肽含量可控、具备脂质双层膜结构的阳离子多肽脂质囊泡（CPV）。通过调整CPV的制备工艺、组成或进行纳米粒的功能化组装（PEG长循环、半乳糖的肝靶向功能）等途径来最大限度的提高CPV的体内外基因递送效率、生物安全性和对肝肿瘤的靶向性；并通过研究不同CPV纳米粒与细胞间的相互作用关系和体内运转途径、结合纳米粒的理化性质、空间结构与细胞摄取和靶向递送间的关系探索CPV介导基因转导机制。最终使用功能性CPV单独或同时荷载具有肝癌治疗功能的乙酰胆碱酯酶siRNA及质粒基因进行荷瘤裸鼠的抑瘤实验，并进行一系列的体内外评价。本项目将构建一种高靶向性、高安全性和高基因递送效率的多肽脂质基因载体系统，并将为癌症的基因治疗提供有价值的实验数据。

有效的药物及基因传递载体的发展对癌症治疗是至关重要的。本课题中，系统化制备了靶向肝癌靶向载基因/药物多肽和蛋白脂质体系统，并进行了给药机制和疗效评价，取得了较好的效果。.其中载药系统EGFR结合脂质双分子(PA) 被用作主要的双层骨架材料，用来构建超稳定的自组装脂质体纳米微球（SPV）。最终的EGFR靶向的SPV能够有效地将治疗药物（药物或小的干扰RNA）或标记的荧光物质（量子点）封装在内部，并且对EGFR阳性的细胞表现优异的亲和性。而且，ESPV可以传输更多的药物或者质粒DNA到肿瘤位点，并且促进基因表达（ESPV对阳离子脂质体比值为3）。同时，阿霉素的单独传送或共同传送和经由乙酰胆碱酯酶ESPV，在体外和体内产生优异的药物/基因传送，并且对肝癌异种移植瘤产生了显著的抑制效果。.其中蛋白脂质体内的高蛋白含量可使其具有高的生物相容性，低免疫原性，同时对蛋白的表面修饰可赋予其更多的靶向载药/基因功能。本研究也首次选择具有肝癌细胞靶向功能的转铁蛋白作为脂质体骨架材料构建转铁蛋白脂质体（Tf-PL），并荷载乙酰胆碱酯酶（AChE）治疗基因，进行其相关体内外功能评价。结果表明，所构建的Tf-PL转染效率比商用Lipo 2000高，同时具有更低的细胞毒性和对肝癌SMMC-7721细胞的靶向能力；尾静脉注射后，Tf-PL/AChE可有效靶向肝肿瘤，显著抑制裸鼠体表肝癌移植瘤的生长。.总之，我们的研究提供了一种靶向EGFR和转铁蛋白受体的多肽/蛋白脂质体携载治疗基因治疗肿瘤的策略，该方法具有较强的肿瘤亲和力，可以为肿瘤精准治疗提供有效的载体选择。