特異性靶向Legumain的納米顆粒治療乳腺癌的研究.pdf

1、根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)，乳腺癌是目前我國(guó)乃至全世界范圍女性發(fā)病率最高的惡性腫瘤。手術(shù)和化療結(jié)合仍是現(xiàn)階段臨床最常用的治療手段。隨著早期診斷技術(shù)以及新型抗腫瘤藥物的發(fā)展，近年來(lái)乳腺癌的治愈率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。然而傳統(tǒng)化療藥物雖然能有效殺滅腫瘤細(xì)胞，但由于缺乏靶向性，導(dǎo)致藥物副作用大、生物利用率低從而難以達(dá)到理想的治療效果甚至導(dǎo)致化療失敗。因此，如何提高化療藥物的靶向性是乳腺癌治療領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　另一個(gè)與腫瘤藥物治療有關(guān)的問(wèn)題在于現(xiàn)

2、有的腫瘤治療藥物往往僅針對(duì)腫瘤細(xì)胞本身。然而，腫瘤并非孤立的存在。研究表明腫瘤微環(huán)境與腫瘤的生物學(xué)特征存在極其密切的聯(lián)系，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞是其中最重要的細(xì)胞類(lèi)型?，F(xiàn)已證明，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞參與包括腫瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移以及耐藥等各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的調(diào)控。因此，清除腫瘤細(xì)胞的同時(shí)對(duì)腫瘤微環(huán)境進(jìn)行改建乃至重塑是乳腺癌治療新的方向。
　　我們的前期實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)臨床腫瘤樣本中Legumain表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，Legumain在多種腫瘤組織中呈現(xiàn)特異

3、性的表達(dá)模式。在腫瘤細(xì)胞以及腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞均有較高水平的表達(dá)。體外研究表明腫瘤細(xì)胞處于應(yīng)激狀態(tài)，如缺氧及低pH值等，Legumain的表達(dá)發(fā)生從胞漿向細(xì)胞膜上的位移?；贚egumain在腫瘤組織表達(dá)的特異性，我們?cè)O(shè)計(jì)了以Legumain靶向?yàn)榛A(chǔ)的納米顆粒并將其作為抗乳腺癌藥物的載體。這種載藥系統(tǒng)可以攜帶各類(lèi)化療藥物、小分子抑制劑以及核酸類(lèi)物質(zhì)靶向腫瘤細(xì)胞及腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞。一方面增加抗腫瘤藥物在腫瘤組織的富集，另一方面通過(guò)同時(shí)靶向

4、腫瘤細(xì)胞以及腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞，達(dá)到去除腫瘤細(xì)胞的同時(shí)改造腫瘤微環(huán)境的目的。本課題中，我們共設(shè)計(jì)了兩種針對(duì)Legumain的靶向納米顆粒載藥系統(tǒng)。
　　第一種設(shè)計(jì)是將Legumain特異性的小分子抑制劑連接到脂質(zhì)體納米顆粒實(shí)現(xiàn)靶向的功能。在小鼠乳腺癌原位模型中，這一靶向藥物載體可以顯著提高所攜帶化療藥物在腫瘤組織中的富集，提高藥物的生物利用度，降低化療藥物對(duì)機(jī)體的毒副作用，從而延長(zhǎng)荷瘤小鼠的生存期。其次，我們?cè)贛MTV-Neu小鼠乳

5、腺癌模型中借助這一載藥系統(tǒng)，探索了聯(lián)合使用重塑腫瘤微環(huán)境的小分子藥物和DNA疫苗抑制腫瘤復(fù)發(fā)的作用。聯(lián)合使用Legumain靶向的載體攜帶Stat3信號(hào)通路抑制劑和pNeuTM DNA疫苗(Leg-NP-CDDO+pNeuTM)與單純使用pNeuTM DNA疫苗(pNeuTM)組相比，Leg-NP-CDDO+pNeuTM可以特異性抑制TAMs中Stat3信號(hào)通路的活化，降低腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制細(xì)胞的比例，增強(qiáng)DNA疫苗誘導(dǎo)的的抗腫瘤免

6、疫應(yīng)答，從而抑制腫瘤的復(fù)發(fā)。
　　本課題的第二種靶向納米載藥系統(tǒng)是利用Legumain剪切底物的高度特異性設(shè)計(jì)的靶向納米顆粒。我們首先將Legumain特異性的剪切底物甘氨酸-甘氨酸-天冬酰胺(AAN-)短肽連接到一種跨膜穿透肽(TAT)的活性中心將其促進(jìn)透膜的活性封閉，再將此復(fù)合物連接到在脂質(zhì)體納米顆粒上(AAN-TAT-Lipo)。當(dāng)經(jīng)過(guò)修飾的脂質(zhì)體納米顆粒到達(dá)腫瘤部位，腫瘤細(xì)胞以及TAMs上表達(dá)的Legumain識(shí)別并剪切A

7、AN-TAT-Lipo載體上的AAN序列，恢復(fù)了TAT的透膜活性，使其攜帶納米顆粒進(jìn)入細(xì)胞。在人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231的異種移植小鼠乳腺癌模型中，AAN-TAT-Lipo載體攜帶Doxorubicin能夠更好地靶向到腫瘤組織，降低Doxorubicin的使用劑量，從而降低其心臟、腎臟、肝臟的毒副作用，延長(zhǎng)荷瘤小鼠的存活時(shí)間。
　　通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，我們可以得到以下主要結(jié)論:Legumain在人的乳腺癌、肺癌等多種癌組織中高表達(dá)

8、;將Legumain作為靶向分子所設(shè)計(jì)的藥物載體，可以增加乳腺癌組織對(duì)所攜帶化療藥物的攝取，增加藥物的生物利用度，減少藥物在其他組織器官的蓄積，降低化療藥物的毒副作用;利用該靶向藥物載體調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境，可以顯著增強(qiáng)乳腺癌DNA疫苗的抗腫瘤效果。
　　綜上所述，基于Legumain在腫瘤組織中特異性的表達(dá)模式所設(shè)計(jì)的Legumain靶向納米顆粒，具有較高的靶向性，可以攜帶化療藥物富集在腫瘤組織中;將Legumain靶向納米顆粒攜帶的