[00335751]双层载药纳米颗粒的制备及抑瘤效应

本项目是在国家自然科学基金“用于乳腺癌联合化疗的双层纳米药物输送体系的研究”（U1304819）项目资助基础上进行的研究。本项目依托于新乡医学院生命科学技术学院,新乡市生物医用材料重点实验室,与合作单位中国医学科学院生物医学工程研究所共同完成。 随着对肿瘤发病机理的深入研究及长期的临床数据表明,传统直接抑制癌细胞的手段逐渐进入瓶颈阶段,临床及科研工作者意识到需要探索新的治疗癌症的方法,新的抗癌思维模式的建立是取得良好疗效的关键。肿瘤血管的生成对乳腺癌等肿瘤的生长、侵袭和转移有至关重要的作用。核壳结构的双层纳米颗粒可以作为靶向共递送化疗药物和抗血管生成药物的载体。肿瘤细胞和血管内皮细胞总是相互依存,相互促进。抗肿瘤血管生成治疗与放疗或化疗联同治疗,能够同时靶向肿瘤细胞和肿瘤上的血管内皮细胞,具有协同抗肿瘤的效果。随着纳米技术的快速发展及其与医学领域的结合,这种新型的双层纳米体系可能为未来肿瘤的治疗开辟了新的途径。基于上述研究背景,本项目提出了利用合成的聚乙二醇单甲醚接枝壳聚糖（mPEG-g-CS）作为双层纳米粒的外壳材料,该衍生物能够自聚集成纳米粒,亲脂性基团向内,亲水性基团向外;复合siRNA后作为双层纳米控释系统的外层包裹PLGA纳米粒。此双层纳米控释系统首先释放siRNA发挥靶向抗肿瘤血管生成的作用,切断肿瘤生长的“运输线”,还能使残存的肿瘤血管结构和渗透性正常化,改善随后释放的化疗药物向肿瘤组织内的传送,提高化疗药物有效浓度。位于内层的化疗药物随后释放,发挥抑制肿瘤细胞的作用。 本研究使用透析法以及乳液溶剂挥发法制备合成单、双层纳米粒双层纳米粒呈核壳形状均匀的球形,且具有相对均匀的分布。与单层纳米粒相比,双层载药纳米粒的综合包封率和载药量均有所提高。双层载药纳米粒体外释放结果显示两种药物的释放呈现不同的释放速率,外层的药物先释放,内层后释放。 三种空白纳米粒对细胞的增殖没有显著影响,即空白纳米粒在本研究中使用的浓度范围内无明显细胞毒性。共聚焦图像和流式细胞术结果表明,纳米粒能够被这些细胞高效摄取。纳米粒的急毒实验结果显示,与对照组相比,实验组体重、食量无显著差异,临床体征也无明显的差异。药物分布及代谢情况表明三种纳米粒均可以延长体内循环时间,具有一定的靶向性,且双层纳米粒效果最佳。双层载药纳米粒与单层载药纳米粒相比,抗肿瘤和抗血管生成作用增强,血液中循环时间延长,肿瘤分布增加,且肿瘤组织中的微血管密度（MVD）显著降低。我们进一步通过琼脂糖凝胶电泳阻滞实验、细胞转染实验等研究单层纳米粒作为DNA载体的可行性;通过体外细胞毒实验研究双层纳米粒作为siRNA载体的可行性;通过荷瘤裸鼠肿瘤体积的变化研究体内抑瘤效应。mPEG-g-CS能有效地与pDNA结合形成稳定的复合物。细胞转染实验表明,纳米粒可以成功转染MCF-7和HUVEC细胞,并稳定表达绿色荧光蛋白。双层纳米粒可作为siRNA载体,且在本研究中siRNA浓度为100 nM为最佳转染浓度,N/P为20为最佳转染比例。体内抑瘤实验结果显示,治疗组均显示出一定的抑瘤效果,比较而言,基因治疗与化疗相结合的双层纳米粒可显著抑制肿瘤生长。 通过本项目的研制,我们成功构建了一种双层载药纳米粒,并且表现出良好的药物缓释性,长循环性和肿瘤靶向性,可作为基因治疗与联合化疗药物载体;化疗和抗血管生成基因治疗联合作用在乳腺癌等癌症治疗上具有协同作用;本项目提供了用于药物缓控释放的新方法,具有良好的开发应用前景,有望成为一种新的药物输送体系。 该项目经教育部科技查新工作站（Z12）国内检索证明,除本项目组成员发表的相关文献外,国内未见能涵盖本项目的相关研究报道。本研究共整理发表论文14篇,其中SCI收录12篇,发表学术会议论文并做口头报告及墙报交流4篇,授权国家发明专利3项。目前该成果已经在进行了探索性的研究与应用,在动物体内靶向抗肿瘤实验及机制研究工作尚需进一步验证和完善。