基于糖酵解途径干扰肿瘤细胞代谢的仿生纳米体系抗转移性乳腺癌研究

Metastasis and recurrence of breast cancer is a difficult problem in the treatment of advanced breast cancer.According to the mechanism of invasion and metastasis of breast cancer,the new strategy of combination bionic nanotechnology with gene therapy is expected to prolong the patients survival period and improve their quality of life.Based on the preliminary study of the reduced polypeptide micelle nano-targeted delivery system, in combination with bionic nanotechnology with gene therapy,the reduced polypeptide micelle was used as nano core to encapsulate gene drug PFKFB4 siRNA (siPFKFB4) which can effectively down-regulate the expression of glycolytic metabolic enzyme PFKFB4 ,and inhibiting the invasion and metastasis of breast cancer.A negative electric coating is formed on its surface by polyglutamic acid (PGA),and choosed the hybrid membrane(MC) from the macrophage and cancer cells to encapsulate the nanosystem.Using the characteristics of macrophage can actively bind to metastatic cancer cells and the homogenous targeting abilities of cancer cells to achieve multiple targeting of breast cancer cells,to construct the targeted biomimetic nano system MC-PGA@LA-CLss/siPFKFB4 based on tumor glycolysis microenvironment.The research is expected to combine the biomimetic nano-targeting technology and regulation of glycolysis to inhibit the invasion and metastasis of breast cancer.The study could provide a new therapeutic strategy for treatment of metastatic breast cancer and provide ideas for the construction of biomimetic nano gene delivery systems for other tumors。

转移及复发是晚期乳腺癌治疗的难题。针对乳腺癌侵袭和转移机制，联合仿生纳米技术-基因治疗新策略，可望延长患者生存期、改善患者生活质量。本课题拟在前期研究的还原性多肽LA-CLss纳米递送体系基础上，结合仿生纳米和基因治疗技术，在携载与乳腺癌侵袭和转移密切相关的糖酵解代谢酶PFKFB4的siRNA(siPFKFB4)的同时，通过聚谷氨酸（PGA）形成负电涂层，选择巨噬细胞膜和癌细胞膜制备的融合膜(MC)对纳米载药内核进行包裹，利用巨噬细胞膜对转移乳腺癌细胞的主动靶向结合及炎症趋向和癌细胞膜的同源靶向实现乳腺癌细胞的多重靶向，构建针对乳腺癌糖酵解微环境的仿生纳米靶向基因给药体系MC-PGA@LA-CLss/siPFKFB4。通过本课题研究，有希望通过仿生纳米靶向、糖酵解调控等多层次发挥抑制乳腺癌侵袭转移作用，从而为转移性乳腺癌的治疗开辟新途径，也为肿瘤的仿生纳米基因递送给药系统构建提供思路。

目前，肿瘤治疗存在很多难点，一些患者在接受治疗时易发生耐药及术后放化疗后肿瘤复发、转移。纳米技术的发展为肿瘤“多模式协同治疗”的实现提供了可能。本课题利用对乳腺癌具有多重靶向性的巨噬细胞膜和癌细胞膜融合膜包裹的仿生纳米粒研究了递送化疗药用于乳腺癌肺转移研究以及序贯递送免疫代谢调节剂二甲双胍（Met）和siFGL1用于协同抗乳腺癌免疫治疗研究，此外还构建了癌细胞膜-肿瘤微环境激活脂质体膜融合膜包裹的多肽纳米胶束仿生纳米递送体系，用于共递送化疗药DTX和基因药物siPGAM1研究化疗联合干扰肿瘤代谢协同抗非小细胞肺癌治疗。. 本课题的第一部分报道了构建载Dox巨噬细胞膜和癌细胞膜融合膜包裹PLGA仿生纳米粒用于抗乳腺癌肺转移研究，并对其体内外抗肿瘤效果进行了评价。体内外实验表明载Dox巨噬细胞膜和癌细胞膜融合膜包裹PLGA仿生纳米粒可以有效抑制乳腺癌的增殖和促进乳腺癌细胞凋亡，并可以显著抑制乳腺癌肺转移。. 本课题的第二部分报道了通过构建pH敏感巨噬细胞-癌细胞融合膜包裹PLGA仿生纳米粒用于免疫调节剂Met和siFGL1的序贯递送，体内外研究Met促进PD-L1蛋白的降解协同siFGL1沉默FGL1基因阻断FGL1/LAG3通路用于抗乳腺癌免疫治疗。体内外实验结果表明在pH敏感巨噬细胞-癌细胞融合膜包裹PLGA纳米粒的介导下，可成功实现Met和siFGL1序贯递送至乳腺癌细胞内，协同实现抗乳腺癌免疫治疗。. 本课题的第三部分报道了通过构建癌细胞膜-肿瘤微环境激活脂质体膜融合膜包裹的多肽纳米胶束仿生纳米递送系统，共递送化疗药DTX和基因药物siPGAM1研究化疗联合siPGAM1干扰糖酵解关键基因实现协同抗非小细胞肺癌治疗。体内外实验结果显示共载化疗药DTX和基因药物siPGAM1的多肽纳米胶束在融合膜的包裹递送下，可以实现协同肿瘤抑制效应，且安全性较好，可显著延长小鼠生存期。. 通过本课题研究，以PLGA、多肽胶束作为药物载体，应用仿生纳米递送技术，实现化疗药、免疫代谢调节剂或基因药物的递送或序贯递送，为实现乳腺癌以及其他癌症的“多模式协同治疗”提供参考依据和借鉴。