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癌症是造成人类死亡的主要原因之一,严重危害着人类的生命。2018年,根据数据统计,全球185个国家的36种癌症的新增人数约为1800万,死亡人数高达960万。由于肿瘤的发病原因复杂,具有高度异质性,潜在的药物抗性,容易发生转移等特点,给肿瘤的治疗带来了重大挑战。因此,寻找有效的方法来提高抗肿瘤效果具有重要的意义。肿瘤微环境(Tumor microenvironment,TME)是指肿瘤在发生发展过程中,由肿瘤细胞、基质细胞和细胞外基质等构成的稳态环境,具有低氧、偏酸性、低糖、高渗透性等特征。近年来,人们逐渐发现TME不仅在肿瘤的发生,发展和转移中起关键作用,而且可严重影响肿瘤的治疗效果,给患者的治疗造成巨大的负担。例如,TME可造成药物不敏感性、免疫耐受和逃逸、浸润和转移等严重问题。利用TME的各种特征,如肿瘤的酸性、乏氧、细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)、免疫微环境等,用于提高肿瘤的治疗效果,是目前肿瘤研究的热点和难点。因此,开发靶向TME的新的抗肿瘤策略显得极为迫切和重要。本课题主要基于TME的一个重要治疗靶点酸性微环境进行深入研究,内容主要分为以下三个部分:首先,研究了酸性在调控多柔比星(Doxorubicin,DOX)耐药中的重要性及其分子机制;其次,针对酸性介导的耐药性,开发了一种超声响应的PLGA纳米粒,用于提高抗肿瘤治疗效果;最后,深入探索了酸性在介导肿瘤细胞转移中的分子机制。第一部分,由于TME在促进药物耐药中具有重要作用,因此我们首先比较了TME的三种主要因素酸性、乏氧和低糖在介导DOX耐药中的作用。结果显示,酸性在促进DOX耐药中的作用显著优于乏氧和低糖。其次,研究了Na2CO3中和酸性微环境后,对酸性介导DOX耐药的影响。结果发现,Na2CO3处理可显著恢复肿瘤细胞对DOX的敏感性。接下来,对酸性诱导DOX耐药的机制进行进一步的相关性研究。结果显示,酸性可明显减少DOX摄取,诱导肿瘤细胞G0/G1阻滞以及抑制葡萄糖的摄取。同时,使用Na2CO3中和酸性,可逆转酸性诱导的这些效应。这些结果表明Na2CO3是一种良好的治疗佐剂,可用于改善酸性介导的DOX耐药,为抗肿瘤纳米药物的研发提供了必要的研究基础和新的思路。第二部分,为了治疗酸性诱导的DOX耐药,我们开发了一种超声响应的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(Poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)纳米粒(PLGA-DSP),共包载DOX,Na2CO3和全氟化碳(Perfluorocarbon,PFC),用于提高抗肿瘤治疗效果。首先对PLGA-DSP纳米粒的表征进行鉴定。结果显示,PLGA-DSP是一种球型纳米粒,其粒径大小均一,约为150 nm。特别是,PLGA-DSP纳米粒具有良好的血清稳定性以及对p H变化的不敏感性,但在超声刺激下可快速释放DOX和Na2CO3,表明其具有超声响应的性能。接着,研究了PLGA-DSP在超声刺激下的体外抗肿瘤效果。结果显示,超声触发PLGA-DSP释放的Na2CO3可以显著改善酸性微环境,促进肿瘤细胞对DOX敏感性。最后,对PLGA-DSP的体内抗肿瘤作用进行进一步研究。结果显示,PLGA-DSP具有良好的肿瘤靶向性,能有效地在肿瘤部位富集,在超声刺激下,不仅可以有效地中和酸性微环境,还能显著抑制肿瘤的生长,进而提高抗肿瘤治疗效果。第三部分,主要研究了酸性微环境影响肝癌转移的分子机制。受体酪氨酸激酶孤儿受体1(Receptor typosine kinase-like orphan receptor 1,ROR1)是一种Ι型膜蛋白,在多种肿瘤中能够促进肿瘤细胞的侵袭和迁移,包括乳腺癌,肝癌,卵巢癌,白血病,黑色素瘤等。因此,首先通过q RT-PCR和western blot研究了酸性对ROR1及其配体Wnt5a表达的调节。结果显示,酸性可以显著促进ROR1和Wnt5a的表达。然后,通过ROR1敲减实验研究了ROR1在酸性介导肿瘤转移中的作用。结果显示,ROR1敲减可以有效地抑制酸性诱导的上皮间质转化(Epithelial mesenchymal transformation,EMT)、细胞侵袭和迁移。接着,进一步研究了Na HCO3治疗在体内外对ROR1的表达以及肿瘤转移的影响。结果显示,Na HCO3治疗可通过下调ROR1的表达来抑制酸性诱导的细胞转移。综上所述,我们研究了酸性微环境在调控DOX耐药中的重要性及其分子机制,并开发了一种超声响应的PLGA-DSP纳米粒,其在超声的刺激下可有效地中和酸性微环境,并提高抗肿瘤治疗效应。同时,研究了酸性微环境对肝癌转移的影响,证实了酸性微环境可以通过调控ROR1的表达来促进肝癌转移,而使用Na HCO3治疗中和酸性微环境后,可有效地抑制酸性诱导的ROR1表达,进而抑制肝癌的转移。该研究表明靶向肿瘤酸性微环境的抗肿瘤策略,对改善抗肿瘤的治疗效果具有重要的意义,为临床上有效治疗肿瘤提供了新的思路和方向。