基于"Carrier-free"概念构建的高载药量的主动靶向双药纳米纤维递药体系的疗效评价及机制研究

In this project, we are palning to deliver the synergistic anti-tumor agents simultaneously by nano-drug loading system which is a novel therapeutic strategy. The applicant has already constructed Tetrandrine and paxlitaxel co-loaded nanoparticles. However,there are still some problems with this co-drug loaded system, such as relatively low drug loading efficiency ,inaccurate targeting ability and toxicity. To overcome these disadvantages, based on the concept of "Carrier free", we use Ptx-SA-RGD as drug carriers to encapsulate Tet and acquire a co-drug loaded nanofibre system with substantially high drug loading efficiency (the drug loading efficiency of Ptx is as high as 49.1%). The most interesting character of this nanofibre system is "carrier free", which means that there is no need of polymeric carriers in preparing the drug loaded nanofibres and it consequently avoids the potential toxicity of polymeric carriers. Moreover, we connect the active targeting peptide RGD to the Ptx molecules to improve the penentration of the nanofibres inside tumor tissues. We then evalute the synergistic anti-tumor effect of the co-drug loaded nanofibres and try to elucidate the possible mechanisms underlying the synergism between two drugs.

将有协同抑瘤作用的双药通过纳米载药体系共同投递是一个新兴的肿瘤治疗思路。申请人在前一个青年科学基金中构建了负载汉防己甲素与紫杉醇的双药纳米微球，但是发现该双药微球仍然具有载药量不高，肿瘤靶向性欠佳，且仍具有一定的毒性等问题。申请人为了解决前期发现的问题，基于最新提出的"Carrier free"概念，采用偶联肿瘤靶向基团（RGD肽）的紫杉醇药物分子作为载体来负载汉防己甲素，构建了具有超高载药量（紫杉醇载药量达到49.1%）的双药纳米纤维递药体系。该载药体系最大的特点是完全不需要传统高分子载体材料的协助即可成功制备纳米载药体系，达到了"Carrier free"的效果，避免了传统高分子材料作为药物载体其潜在的体内毒性。此外，我们还利用具有肿瘤间质穿透能力的RGD肽来增加载药纳米纤维的肿瘤靶向性。在体内外胃癌模型上考察该载药纤维体系的协同抗肿瘤效果，并探讨所负载的两药基于氧化疗法的协同机制。

紫杉醇（Ptx）作为胃癌一线化疗药物，主要通过阻碍细胞微管解聚从而抑制肿瘤细胞增生。汉防己甲素（Tet）作为一种中药提取的生物碱，目前已有文献证明汉防己甲素能抑制多种肿瘤生长，且我们前期研究证实Tet与Ptx具有协同抑瘤作用。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，我们采用纳米载药技术构建双药共载体系，首次基于Ptx本身合成一种 “零载体”纳米载药系统来解决此问题。我们用琥珀酸（SA）将Ptx分子相连，并修饰以肿瘤靶向的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸短肽结构（RGD），形成以Ptx为骨架结构的自组装纳米纤维（Ptx-SA-RGD）。新的纳米纤维与传统高分子纳米载药系统相比，具有更高效的载药率和高水溶性。随后，我们将Tet与Ptx同时载入自组装体系中，形成以Ptx为骨架的双药纳米纤维（P/T-NFs）。以胃癌细胞为体外模型，验证了新型自组装双药纳米纤维的细胞毒效应。荷瘤小鼠体内实验证明P/T-NFs治疗不仅可显著抑制肿瘤生长，而且毒性显著低于裸药联合组。同时，体内机制分析也证实了P/T-NFs可调控JAK2和STAT3蛋白的磷酸化水平使其显著降低，同时诱导凋亡蛋白表达增强以及增强自噬性死亡发生。提示P/T-NFs的抗肿瘤效果与诱导线粒体凋亡、调控JAK2/STAT3通路以及自噬等相关信号通路相关。本研究为Ptx这种常用化疗药物以及我国传统的中药Tet在肿瘤治疗中的潜在应用提供了理论及实验基础。更重要的是胃纳米共载体系在胃癌的化疗领域的应用提供了新的思路，也为其在临床上的进一步应用增加了可靠的依据。本项目共发表相关SCI论文6篇，参加国际会议做口头报告2次，协助培养博士研究生4名。