小干扰DNA的纳米药物输送系统及其用于癌症治疗的研究

摘要

自RNA干扰现象被发现以来,小干扰RNA(siRNA)药物研发取得了突出进展,给多种人类目前束手无策的疾病的治疗带来了新的曙光。然而,siRNA的体内给药是目前siRNA药物临床应用的最大挑战。本论文构建了多种用于siRNA系统给药的纳米载体和输送系统,可高效将siRNA输送到肿瘤细胞内,并通过输送针对Polo样激酶Ⅰ的siRNA(siPlkl)到肿瘤组织和肿瘤细胞,在动物水平显著抑制肿瘤的生长。
　　 第一部分:发展了一种阳离子脂质辅助、以聚乙二醇-聚乳酸嵌段聚合物为主要材料的纳米给药系统,用于siRNA的系统给药。该给药系统以已经临床应用的生物可降解高分子为主要原料,获得的纳米给药系统具有良好的应用前景。上述纳米给药系统通过双乳化的方法制备,在阳离子脂质辅助下,高效包裹siRNA,载药效率达到90％以上,载药量可提高到4.47%以上,纳米颗粒的粒径保持在200纳米以内;纳米颗粒释放的siRNA保持其结构完整性;这种纳米颗粒能够有效被肿瘤细胞摄取,并从内涵体逃逸,有效抑制靶基因的表达,并诱导肿瘤细胞凋亡。经尾静脉注射上述纳米颗粒,并输送针对萤火虫荧光素酶的siLuci到原位植入肝癌模型,可显著抑制萤火虫荧光素酶在模型肝癌的表达:用上述纳米颗粒输送siPlk1,显著抑制原位植入乳腺癌的生长。
　　 第二部分:发展了一步法制备阳离子脂质聚合物杂化纳米颗粒,用于siRNA的系统给药。这种杂化纳米颗粒可有效结合siRNA并高效输送siRNA药物到肿瘤细胞和肿瘤组织,该方法制备简单,结合了生物可降解高分子和阳离子脂质的优点,克服了脂质体稳定性差的缺点。我们系统研究了聚乳酸、聚乙二醇-聚乳酸二者比例对纳米颗粒特性以及对输送siRNA效率的影响,并证明了用这种阳离子脂质-聚合物杂化纳米颗粒输送siRNA,能在细胞水平高效沉默靶基因的表达。在小鼠原位植入BT474肿瘤的动物模型中,通过尾静脉注射携载siPlk1的杂化纳米颗粒,能有效抑制肿瘤的生长。
　　 第三部分:针对siRNA体内输送的障碍,设计了一种对肿瘤酸度敏感的siRNA给药载体,为癌症治疗的siRNA的体内输送载体的设计提供了新思路和方法。通过在二硫键链接的PEI(ssPEI800)和siRNA形成的带有正电荷的纳米颗粒表面包覆肿瘤酸度响应的阴离子型PEG化嵌段聚合物,获得了能在血清中稳定,但在肿瘤微酸性条件下“脱去”PEG壳层的纳米颗粒,用于siRNA药物的系统给药。该给药纳米颗粒能在肿瘤微酸性环境下,逆转表面电位,从而显著增强肿瘤细胞对纳米颗粒的摄取,更有效抑制肿瘤的生长。