可调控肿瘤微环境的前药智能脂质体用于胰腺癌治疗的研究

作     者：段年秀 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钟海军;凌云

授予年度：2020年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主      题：胰腺癌 活化PSCs 前药 脂质体 

摘      要：胰腺癌是一种致死率高的恶性肿瘤,其5年生存率不足10%。由于缺乏有效的早期筛选和诊断方法,绝大多数患者在确诊时处于晚期,此时已不宜手术,只能以接受化疗为主。然而,胰腺癌肿瘤组织血管稀少,血供仅为正常胰腺组织的1/3,这导致化疗药物及其他活性成分无法有效递送至肿瘤部位。此外,胰腺癌肿瘤微环境中存在的活化胰腺星型细胞（Pancreatic stellate cells,PSCs）会促进肿瘤细胞增殖,抑制其凋亡,从而抑制化疗药物的治疗效果。因此,胰腺癌低血供及肿瘤促生的微环境是胰腺癌化疗效果不佳的重要原因。为此,我们设计合成了两种酶可活化的前药—膜型基质金属蛋白酶1（membrane type 1-matrix metalloproteinase,MT1-MMP）可活化的c RGDf K肽（MT1-MMP-activated c RGDf K,MR）及磷酸化卡泊三醇（phosphorylated calcipotriol,PCAL）,并将其与化疗药物阿霉素（doxorubicine,DOX）共包载于热敏脂质体（thermosensitive liposomes,TSLs）中,即得一种智能脂质体MR-T-PD。MR-T-PD静脉注射后,在肿瘤内皮MT1-MMP作用下,可释放出游离c RGDf K,其可促进肿瘤内皮细胞迁移及血管生成,从而提高该脂质体的肿瘤递送。然后,在肿瘤局部热作用下,MR-T-PD可在肿瘤间质释放出游离的DOX及PCAL。其中,DOX可被肿瘤细胞迅速摄取;而PCAL可被活化胰腺星型细胞表面的碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活化,脱去磷酸,生成具有较好疏水性的卡泊三醇原型药物,从而可进入活化胰腺星型细胞内结合其核受体,使其转为静息态。通过增强肿瘤血供及使肿瘤微环境正常化,MR-T-PD可显著改善胰腺癌的化疗效果。本文具体研究内容总结如下:（1）载体的制备与表征合成MR,MR可被MT1-MMP活化释放出游离c RGDf K。合成PCAL,PCAL可被活化PSCs胞膜上的ALP酶解,释放出卡泊三醇。成功制备基于前药的智能脂质体MR-T-PD,其粒径为～100 nm,表面电荷为-0.56 m V。MR-T-PD具有热敏释药特性,在正常体温下（37℃）几乎不释药,而在温热（42 ℃）条件下可快速完全地释放药物。（2）MR-T-PD的体外评价低密度c RGDf K修饰的MR-T-PD具有较低的内皮摄取及毒性。MR-T-PD可经内皮细胞上的MT1-MMP活化,释放出游离c RGDf K,从而促进内皮细胞迁移及小管形成。在温热条件下,MR-T-PD可释放DOX及PCAL。DOX可快速扩散进入肿瘤细胞。而PCAL经活化PSCs表面的ALP活化后,可引起PSCs静息。在3D肿瘤球模型中,MR-T-PD释放的DOX和PCAL可产生协同的抗肿瘤效果,引起大量的肿瘤细胞凋亡。（3）MR-T-PD的体内评价在模拟胰腺癌低血供及肿瘤促生微环境的荷瘤鼠模型,MR-T-PD中载体连接的c RGDf K前药可被肿瘤内皮细胞表面的MT1-MMP活化,特异性增强肿瘤血供。随肿瘤血供增强,MR-T-PD的肿瘤蓄积显著增强,并产生更广泛的肿瘤分布。此外,MR-T-PD可提高药物的生物利用度,分别将CAL和DOX递送至活化PSCs和肿瘤细胞。（4）MR-T-PD体内抗肿瘤药效评价以模拟胰腺癌低血供及肿瘤促生微环境的荷瘤鼠为模型,MR-T-PD导致最强的肿瘤生长抑制,肿瘤细胞凋亡率达69.8%。此外,MR-T-PD可将肿瘤组织的活化PSCs及血小板衍生生长因子（platelet derived growth factor,PDGF）的表达分别降低至40.2%、38.7%,表明其可有效的调控活化PSCs,从而减少其肿瘤促生因子的分泌。因此,这种基于前药的智能脂质体,通过调控肿瘤血供及肿瘤促生的微环境来改善化疗效果,可为用于胰腺癌治疗的新型纳米系统的设计提供参考依据。