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胰腺癌是一种非常致命的疾病，五年生存率小于8％。因其早期诊断困难且对现有放化疗等治疗手段不敏感，患者的生存期在过去几十年中没有明显改善。与单药治疗相比，多靶点联合治疗效果更好，但目前针对胰腺癌的最有效的联合化疗方案只能让患者平均生存期从6.8个月提高到11.1个月。因此迫切需要开发新的治疗方法，特别是有效的多靶点联合治疗方案。胰腺癌难以治疗的重要原因之一是其复杂的肿瘤微环境，PSC(胰腺星状细胞，pancreatic stellate cell，PSC)是胰腺癌微环境中的重要组成部分，能够促进肿瘤细胞的生长、耐药和转移。然而现有的治疗策略主要针对胰腺癌细胞，忽略了PSC这一重要“帮凶”。
论文首先围绕PSC诱导胰腺癌细胞产生耐药性这一临床问题展开研究。首先我们通过慢病毒转染获得了永生化的肿瘤相关激活态PSC，解决了原代PSC无法长期体外培养的问题，并成功的建立了PSC与胰腺癌细胞共培养模型，用于评价耐药性的产生及逆转效果。SN38是胰腺癌治疗药物伊立替康的活性代谢物，其抗肿瘤效果明显优于伊立替康，但存在水溶性差，体内无法直接输送的问题。与PSC共培养后，胰腺癌细胞对SN38产生了明显的耐药性。我们发现Hedgehog(HH)信号通路抑制剂维莫德吉(Vismodegib，GDC-0449)可以下调胶质瘤相关蛋白1(Glioma associated oncogene homolog1，GLI-1)和尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A(UDP glucuronosyltrasferase1A，UGT1A)，显著降低PSC共培养引起的SN38代谢失活，逆转耐药性。因此，我们制备了两亲性PEG5K-P(MMESSN38)x嵌段共聚物前药。该聚合物不但能在酯酶作用下断裂释放SN38，还能自组装形成纳米胶束有效包载疏水性药物GDC-0449，实现化疗药物和删信号通路阻断剂的体内共递送。并有效逆转PSC引起的SN38耐药。此外，我们还通过延长疏水性SN38嵌段的链长，获得了尺寸更小的纳米颗粒，其GDC-0449包载效率更高。在富含PSC的体内肿瘤模型中，该纳米共输送系统展现了优良的抑瘤作用，并与肿瘤中I型胶原蛋白、α平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle Actin，α-SMA)和GLI-1的表达降低密切相关。
极易转移是导致胰腺癌死亡率高的一个重要原因，超过80％的病人在确诊时就因发生转移而丧失了手术治疗的机会。PSC与肿瘤细胞的转移存在千丝万缕的关系，抑制单一通路难以起到很好的效果。论文第二部分研究发现钙泊三醇(Calcipotriol)可以静息化激活态的PSS，显著降低PSC中N-Cadherin的表达，进而降低PSC和肿瘤细胞间的异源粘附，阻断PSC对肿瘤细胞的牵引及促转移作用。这些发现在富含PSC的2D细胞迁徙模型和3D肿瘤球细胞侵袭模型中都得到验证。然而，钙泊三醇水溶性低、半衰期极短，体内无法有效输送。我们通过计算机辅助设计，发现胆固醇与钙泊三醇结合较为紧密，通过RAFT(Reversibleaddition-fragmentation chain transfer)聚合，得到只含有SN38的两亲性聚合物前药PEG-PSN38及同时含有SN38与胆固醇的两亲性聚合物PEG-P(SN38-ran-CHL)。引入胆固醇后PEG-P(SN38-ran-CHL)包载钙泊三醇的能力明显优于PEG-PSN38。此外，我们构建了富含PSC的高转移性胰腺癌原位瘤模型，发现包载钙泊三醇的PEG-P(SN38-ran-CHL)具有极佳的抑制肿瘤生长以及抗肿瘤转移的能力。该纳米药物共输送系统不但可以减少肿瘤部位细胞外基质从而增加化疗药物SN38在肿瘤中的蓄积，而且可通过下调N-Cadherin阻断PSC介导的肿瘤细胞转移。
本论文研究针对胰腺癌组织中大量富集PSC的微环境特点，分别针对其诱导胰腺癌耐药及促进肿瘤细胞转移的问题，设计制备了两种两亲性SN38聚合物为基础的联合药物输送系统，分别包载GDC-0449及钙泊三醇，实现化疗药物与作用于PSC微环境药物的体内共输送，并阻断PSC诱导的耐药及转移作用。在机理研究方面，不仅首次发现PSC通过HH信号通路诱导SN38代谢失活，还揭示了钙泊三醇可下调PSC中N-Cadherin阻断PSC的促转移作用。论文在系统研究富含PSC的胰腺癌微环境特点的基础上，通过设计合成两亲性聚合物药物输送系统，为针对胰腺癌的多靶点协同治疗提供了具有创新性的理论基础及较为深入的实验探索。
论文首先围绕PSC诱导胰腺癌细胞产生耐药性这一临床问题展开研究。首先我们通过慢病毒转染获得了永生化的肿瘤相关激活态PSC，解决了原代PSC无法长期体外培养的问题，并成功的建立了PSC与胰腺癌细胞共培养模型，用于评价耐药性的产生及逆转效果。SN38是胰腺癌治疗药物伊立替康的活性代谢物，其抗肿瘤效果明显优于伊立替康，但存在水溶性差，体内无法直接输送的问题。与PSC共培养后，胰腺癌细胞对SN38产生了明显的耐药性。我们发现Hedgehog(HH)信号通路抑制剂维莫德吉(Vismodegib，GDC-0449)可以下调胶质瘤相关蛋白1(Glioma associated oncogene homolog1，GLI-1)和尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A(UDP glucuronosyltrasferase1A，UGT1A)，显著降低PSC共培养引起的SN38代谢失活，逆转耐药性。因此，我们制备了两亲性PEG5K-P(MMESSN38)x嵌段共聚物前药。该聚合物不但能在酯酶作用下断裂释放SN38，还能自组装形成纳米胶束有效包载疏水性药物GDC-0449，实现化疗药物和删信号通路阻断剂的体内共递送。并有效逆转PSC引起的SN38耐药。此外，我们还通过延长疏水性SN38嵌段的链长，获得了尺寸更小的纳米颗粒，其GDC-0449包载效率更高。在富含PSC的体内肿瘤模型中，该纳米共输送系统展现了优良的抑瘤作用，并与肿瘤中I型胶原蛋白、α平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle Actin，α-SMA)和GLI-1的表达降低密切相关。
极易转移是导致胰腺癌死亡率高的一个重要原因，超过80％的病人在确诊时就因发生转移而丧失了手术治疗的机会。PSC与肿瘤细胞的转移存在千丝万缕的关系，抑制单一通路难以起到很好的效果。论文第二部分研究发现钙泊三醇(Calcipotriol)可以静息化激活态的PSS，显著降低PSC中N-Cadherin的表达，进而降低PSC和肿瘤细胞间的异源粘附，阻断PSC对肿瘤细胞的牵引及促转移作用。这些发现在富含PSC的2D细胞迁徙模型和3D肿瘤球细胞侵袭模型中都得到验证。然而，钙泊三醇水溶性低、半衰期极短，体内无法有效输送。我们通过计算机辅助设计，发现胆固醇与钙泊三醇结合较为紧密，通过RAFT(Reversibleaddition-fragmentation chain transfer)聚合，得到只含有SN38的两亲性聚合物前药PEG-PSN38及同时含有SN38与胆固醇的两亲性聚合物PEG-P(SN38-ran-CHL)。引入胆固醇后PEG-P(SN38-ran-CHL)包载钙泊三醇的能力明显优于PEG-PSN38。此外，我们构建了富含PSC的高转移性胰腺癌原位瘤模型，发现包载钙泊三醇的PEG-P(SN38-ran-CHL)具有极佳的抑制肿瘤生长以及抗肿瘤转移的能力。该纳米药物共输送系统不但可以减少肿瘤部位细胞外基质从而增加化疗药物SN38在肿瘤中的蓄积，而且可通过下调N-Cadherin阻断PSC介导的肿瘤细胞转移。
本论文研究针对胰腺癌组织中大量富集PSC的微环境特点，分别针对其诱导胰腺癌耐药及促进肿瘤细胞转移的问题，设计制备了两种两亲性SN38聚合物为基础的联合药物输送系统，分别包载GDC-0449及钙泊三醇，实现化疗药物与作用于PSC微环境药物的体内共输送，并阻断PSC诱导的耐药及转移作用。在机理研究方面，不仅首次发现PSC通过HH信号通路诱导SN38代谢失活，还揭示了钙泊三醇可下调PSC中N-Cadherin阻断PSC的促转移作用。论文在系统研究富含PSC的胰腺癌微环境特点的基础上，通过设计合成两亲性聚合物药物输送系统，为针对胰腺癌的多靶点协同治疗提供了具有创新性的理论基础及较为深入的实验探索。