ATpep功能肽修饰纳米胶束共递送紫杉醇和CSF-1R抑制剂用于肿瘤靶向化学免疫联合治疗的研究

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癌症是威胁人类健康的疾病之一,癌症具有易转移,易复发以及预后差等特点,因此其治愈率低。目前癌症的临床治疗手段有手术、化疗、放疗、免疫治疗、靶向治疗、基因治疗等。大量临床数据和研究实验表明,单用一种方法治疗癌症难以达到满意的治疗效果。因此,越来越多的研究人员开始将两种或多种治疗手段联合应用,以提高治疗效果。就目前来说,各种联合治疗的方法具有广阔的前景和现实的指导意义。本研究的主要目的是开发一种可激活功能肽修饰的纳米胶束分别递送紫杉醇(PTX)和培西达替尼(PLX3397)至肿瘤细胞和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),以实现癌症的化学免疫联合治疗。在此,我们制备了一种legumain酶可激活促吞噬肽ATpep(AAN-TKPR,ATpep)修饰的纳米胶束(表示为ATpep-M/PTX、ATpep-M/PLX),以共同递送化疗药物PTX和CSF-1R抑制剂PLX3397,用于肿瘤的化学免疫治疗。该给药系统可将PTX和PLX3397分别输送至肿瘤细胞和TAMs。在肿瘤微环境中,由于legumain在肿瘤细胞和M2巨噬细胞(M2-TAMs)中高表达,因此,当胶束到达肿瘤微环境时,legumain可以识别并剪切纳米胶束表面的AAN,从而恢复促吞噬肽(TKPR,Tpep)的促吞噬活性,这促进了肿瘤细胞和M2巨噬细胞对药物的摄取。随后,释放的PLX3397选择性地耗竭了肿瘤组织周围的M2巨噬细胞,以改善免疫抑制性微环境。同时,PTX直接发挥杀伤肿瘤细胞的作用,抑制了肿瘤细胞的增殖。在4T1小鼠模型中,联合应用载药的ATpep-M显示出对乳腺癌的优越抗肿瘤效果,并抑制了肿瘤转移。总的来说,这一策略为开发治疗恶性肿瘤的靶向纳米系统以实现化学免疫治疗提供了新思路。研究内容分为以下四个部分:第一部分,载药纳米胶束的处方工艺考察。采用乳化溶剂挥发法制备了载药纳米胶束。对超声功率、超声时间、稳定剂TPGS的用量、PCL10000-PEG2000的用量、PTX的投药量、PLX3397的投药量等进行考察,通过粒径和稳定性筛选出了最佳处方。第二部分,载药胶束的制备与表征。采用乳化溶剂挥发法制备了纳米胶束M/PTX、M/PLX、ATpep-M/PTX和ATpep-M/PLX,所制备的四种纳米胶束的平均粒径在60 nm至66 nm之间,PDI均小于0.2,Zeta电位在10 m V到22 m V之间,包封率均在85%以上,载药量均在5%以上。透射电镜观察到ATpep-M/PTX和ATpep-M/PLX呈现规则的圆球形或类球形,大小均一,且分散良好。通过差示扫描量热分析(DSC)证实了PTX和PLX3397分别被包载到纳米胶束中。通过监测纳米胶束在4℃和血清条件下粒径随时间的变化来证明纳米胶束具有良好的贮存稳定性和血清稳定性。通过体外释放实验验证了四种纳米胶束在p H 7.4的PBS缓冲液中具有良好的缓释性能。第三部分,体外细胞评价。根据Chou和Talalay原理,构建肿瘤细胞和巨噬细胞共培养体系用于体外模拟肿瘤微环境,采用MTT法研究了PTX和PLX3397组合的协同作用并筛选出了最佳联合药物浓度比为1:2(w:w)。在此基础上进行了划痕实验来验证联合治疗能有效抑制肿瘤细胞迁移。通过建立4T1细胞和M2-TAMs共培养体外肿瘤球模型来验证联合的最佳浓度比以及多功能肽修饰的纳米胶束的渗透能力和抗肿瘤作用。第四部分,体内抗肿瘤药效学和生物安全性评价。建立4T1原位移植瘤模型,评价了各种给药制剂组的抗肿瘤和转移效应以及生物安全性。结果表明,当PTX和PLX3397的给药浓度比固定为1:2(w:w)时,与其他制剂组相比,靶向胶束ATpep-M/PTX+ATpep-M/PLX联用组表现出最佳的肿瘤抑制效果、最多的肿瘤细胞凋亡、消耗M2巨噬细胞的能力最强以及未发生肺转移。通过监测给药期间的小鼠体重以及检测实验结束后小鼠血常规和生化指标来评价生物安全性,结果表明,除了游离给药组具有一定的毒性外,其他制剂组生物安全性良好。
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