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胰腺癌,是一种恶性程度高,难以诊断和治疗的消化道恶性肿瘤,生存率仅为6%。文献调研发现胰腺癌中的肿瘤细胞仅占肿瘤体积的10%,而纤维化的肿瘤基质(Extracellular Matrix,ECM)约占总体积的90%。ECM具有网状结构,其孔隙大小分布在几十纳米到几微米之间,与肿瘤细胞共同构成了胰腺癌多重生理屏障,严重阻碍纳米制剂在肿瘤组织的渗透。脂质体作为纳米治疗最常用的制剂之一,具有缓释性、靶向性、生物相容性高等优点,常被用于肿瘤递送。目前上市的脂质体制剂有盐酸阿霉素长循环脂质体和紫杉醇脂质体等10余种产品。尽管脂质体已经被成功地应用到药物治疗领域,但其药物递送效率依然有待进一步提升。如何合理设计制备脂质体药物载体,使其能够有效克服复杂的生理屏障并精准地将药物分子递送至靶组织或靶细胞,尚有待研究。本课题中,我们根据磷脂的组成成分具有不同的碳链长度和不饱和度的物理化学特点,理性化地制备了粒径约为85 nm,碳链长度从12～22,不饱和度为0或1,具有不同刚度的六种羟基喜树碱脂质体。通过体外生物快速原子力显微镜(AFM)观察,我们发现:磷脂的碳链长度、不饱和度、组成决定了脂质体的刚度。随着碳链长度的增加,脂质体的刚度增加;随着不饱和度的增加,脂质体的刚度降低。当磷脂处方组成为DPPC:DSPE-PEG2000=95%:5%时,脂质体Lip3具有适中的刚度。体外扩散实验显示Lip3能够在模拟肿瘤间质ECM中快速运动,其扩散速率约为其他脂质体的4.1～11.8倍;体外细胞摄取能力结果表明6组脂质体均通过网格蛋白介导的内吞途径被细胞摄取,且刚度最大的脂质体Lip4具有最优的细胞摄取能力,约为其他组的3.0～8.2倍。通过超分辨率显微镜(STED)观察发现不同刚度脂质体的肿瘤渗透机制:Lip3制剂在Bx PC-3&HPSC 3D肿瘤球中产生适宜的形变,转变为“类棒状”结构,快速运动并表现出最佳的渗透能力,约为其他组的4.0～6.1倍;而在Bx PC-3 3D肿瘤球中,Lip4由于其较强的细胞摄取能力,表现出最佳的渗透能力。进一步研究发现,Lip3在体内能够快速达到肿瘤深部并维持较长的滞留时间,其渗透深度约为其他组的2.5～7.5倍。具有适宜刚度的脂质体能够高效地克服肿瘤递药过程中的肿瘤间质屏障和肿瘤细胞屏障,具有更高效的递药效率,最终达到靶细胞,从而能显著抑制胰腺癌的生长。本课题揭示了刚度调节的脂质体克服多重生理屏障的机制,为高效脂质体递药系统的理性化设计提供新思路。