口服靶向纳米粒子介导CD98沉默提高结肠癌化疗敏感性及其分子机制研究

Currently, clinical colon cancer chemotherapy has been extremely stymied by poor efficacy and seriously toxic side-effect. CD98 plays an important role in the occurrence and development of colon cancer. However, its therapeutic role in colon cancer treatment has not been elucidated. On the basis of our CD98-related research and colon cancer therapy study, we proposed that the inhibition of CD98 expression is a novel efficient approach to promote the oral chemosensitization in colon cancer therapy. Our group has completed the feasibility studies for this innovative research. Initial results indicated that the promotion of colon cancer chemosensitization can be achieved by inhibition of CD98 expression. Further studies will focus on the systematic investigation of fabrication parameters of CD98 Fab'-functionalized CD98 siRNA (siCD98)/camptothecin-loaded nanoparticles; Investigation of the colon cancer chemosensitization effect of siCD98 with various concentrations; Investigation of in vivo therapeutic efficacy, chemosensitization mechanism, pharmacokinetics and toxic side effect of our targeted drug delivery nanoparticles/hydrogel system based on orthotopic colon cancer mouse model. Implementation of this project will not only elucidate the beneficial role of CD98 in colon cancer chemotherapy, but also solve the bottleneck problems in clinical colon cancer treatment.

当前结肠癌临床化疗遇到药效差、毒副作用大的瓶颈，提高结肠癌的口服化疗敏感性成为攻克该瓶颈的关键。CD98在结肠癌的发生和发展过程中起重要作用，但至今还没有研究揭示其在结肠癌治疗中的地位。申请人在CD98研究和结肠癌化疗的研究基础上提出：沉默CD98表达是提高结肠癌口服化疗敏感性的有效新途径。本课题组已经完成了这一具有创新性研究的论证工作，并且取得了较好的结果：初步证实了提高结肠癌化疗敏感性可以通过沉默CD98基因表达来获得。进一步将系统研究CD98 抗体Fab'片段功能化共载CD98 siRNA（siCD98）/喜树碱纳米粒子的制备工艺；研究不同浓度siCD98对结肠癌化疗增敏效应的影响；基于原位结肠癌小鼠模型研究靶向共载纳米粒子/水凝胶口服给药系统的体内疗效、增敏分子机制、药代动力学及毒副作用。通过本项目实施不仅能探明CD98在结肠癌化疗中的地位，而且还有望解决结肠癌临床化疗的瓶颈问题。

结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，在全世界的发病率呈现上升趋势。目前临床上广泛使用的化疗手段，遇到治疗效率差和毒副作用大的瓶颈问题。因此，如何对其展开有效治疗已成为一个重要研究课题。基于结肠组织的特殊性，口服给药被认为是一种易于接受并且十分有效的策略。CD98在结肠癌组织中高度过量表达，并且在结肠癌的发生和发展过程中扮演重要角色。基于此，本项目旨在借助靶向纳米载药系统研究CD98沉默对结肠癌化疗效率的影响。项目执行四年来，主要进行了如下三个方面的研究工作：.（1）构建了多种纳米药物，并且对比研究了其理化性质。制备了空载纳米粒子、载siCD98纳米粒子、载喜树碱（camptothecin，CPT）纳米粒子和共载CD98 siRNA（siCD98）/CPT纳米粒子，并进一步对其表面进行CD98 Fab'片段修饰，得到了多种靶向纳米药物。研究发现这些纳米药物的粒径在255到275纳米之间，表面带负电荷（约-24 mV），具有较高的包封率和载药量。.（2）开展了细胞靶向药物递送、结肠肿瘤细胞生长活性抑制、促凋亡和抑制迁移等体外实验，并对比研究了siCD98和CPT在体外抗肿瘤方面的协同效应。细胞吞噬数据显示CD98 Fab'片段修饰能显著提高纳米粒子对Colon-26细胞的吞噬效率。进一步研究发现CD98沉默能显著提高CPT抑制结肠肿瘤细胞生长活性、促凋亡和迁移抑制性能。.（3）构建了靶向纳米粒子/水凝胶口服给药系统和原位结肠癌小鼠模型，进而开展了药物在体内协同治疗方面的研究。实验结果表明纳米粒子经口服后能靶向到达结肠部位，并且能特异性富集于结肠肿瘤组织。进一步的治疗实验数据显示：与靶向载单一药物系统和非靶向共载纳米药物系统相比，靶向共载纳米药物系统对原位结肠癌具有更好的口服治疗效果。. 综上，我们在该项目的资助下，圆满完成了既定的研究任务，得到了一系列有意义的研究成果，为未来应用基础研究和临床转化奠定了坚实的研究基础。