| 题名 | 基于两性离子载体材料的小干扰RNA药物输递体系的研究; Vectors with Zwitterionic Polymers for the Delivery of Small Interfering RNA |
| 作者 | 李燕 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2015-03 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 张欣 |
| 关键词 | 小干扰RNA 聚羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯 阳离子脂质体 内涵体逃逸 加快血液清除现象 |
| 学位专业 | 生物化工 |
| 中文摘要 | 小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）药物在疾病治疗中具有广泛的应用前景，但是，siRNA药物的自身缺点是其临床应用的最大挑战。目前，常采用PEG修饰的阳离子脂质体进行siRNA药物的递送治疗，以克服siRNA药物治疗中的细胞外和细胞内障碍。然而，PEG修饰严重影响阳离子脂质体对siRNA药物的包埋，降低了阳离子脂质体/siRNA复合物（Lipoplexes）的细胞内吞及内涵体逃逸能力。同时，PEG修饰会引发“加快血液清除”（Accelerated blood clearance，ABC）的免疫反应，严重影响siRNA药物在靶部位的富集和治疗效果。针对以上难题，本文设计了基于两性离子聚合物聚羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯（Poly(carboxybetaine)，PCB）的阳离子脂质体siRNA药物输递体系，通过体外和体内实验证明所构建的PCB修饰阳离子脂质体siRNA药物输递体系可以有效地递送siRNA药物至靶细胞，显著提高了siRNA药物的作用效果。论文具体开展的研究工作如下： （1）设计合成了PCB修饰的脂质分子二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯（1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-poly(carboxybetaine)n，DSPE-PCBn），用于构建新型长循环阳离子脂质体。其中，DSPE-PCB20在生理条件下可以有效抵抗负电荷蛋白质对阳离子脂质体/siRNA复合物的非特异性吸附，增强阳离子脂质体/siRNA复合物的血清稳定性，效果与DSPE-PEG 2000相当。同时，由于PCB独特的结构：一方面PCB分子中含有大量的正电荷季胺基团，其对阳离子脂质体复合siRNA药物的能力影响小；另一方面PCB分子中含有大量的负电荷羧酸根基团，其在内涵体的酸性条件下可以质子化，增加了阳离子脂质体表面的正电荷，促进阳离子脂质体对负电荷内涵体膜的扰动，从而有利于siRNA药物逃离内涵体进入细胞质发挥基因沉默作用。DSPE-PCB20阳离子脂质体因具有显著的血清稳定性、siRNA药物复合能力和内涵体逃逸能力，其负载针对肝部载脂蛋白B（Apolipoprotein B，ApoB）的siRNA药物ApoB siRNA可以有效下调ApoB的表达，从而降低了血液中胆固醇的含量，在治疗高胆固醇血症方面具有很好的应用前景。 （2）制备了DSPE-PCB20修饰的新型长循环阳离子脂质体，考察尾静脉注射DSPE-PCB20修饰阳离子脂质体/siRNA复合物是否可以避免ABC现象。DSPE-PEG 2000修饰的阳离子脂质体/siRNA复合物第一次给药会刺激脾脏产生抗PEG-IgM，导致第二次注射的PEG复合物血液清除速率加快，肝脏富集增多，约为第一次富集量的1.5倍。同时，ABC现象严重减少了第二次给药DSPE-PEG 2000阳离子脂质体/siRNA复合物在肿瘤组织的富集。相比，DSPE-PCB20阳离子脂质体/siRNA复合物可以有效避免ABC现象，其两次给药血液清除速率一致，无第二次给药肝脏富集增多的现象产生，从而不影响第二次给药的siRNA药物在肿瘤组织的富集，是同次给药DSPE-PEG 2000组的1.3倍。在细胞水平，PCB修饰可以有效促进siRNA药物的内涵体逃逸能力，使siRNA药物进入细胞质发挥药效。因此，在肿瘤治疗方面，DSPE-PCB20阳离子脂质体负载针对Polo样激酶1（Polo-like kinase 1，Plk1）的siRNA药物siPlk1可以有效沉默目标蛋白Plk1的表达，诱导肿瘤细胞凋亡，从而抑制肿瘤生长，在肿瘤治疗中具有很好的应用前景。 （3）设计合成了PCB修饰的喜树碱（Camptothecin，CPT）前药类脂质分子CPT-PCBn，用于制备双重敏感程序可控释放的阳离子脂质体siRNA药物和CPT化疗药物的联合给药输递体系。实验首先通过酯键连接制备了PCB修饰的CPT前药类脂质分子CPT-PCBn，结合阳离子脂质DDAB，制备CPT-PCBn前药阳离子脂质体siRNA药物输递体系。CPT-PCBn前药阳离子脂质体/siRNA复合物不仅提高了药物的稳定性和载药率，同时具有双重敏感程序可控释放的性质。首先，PCB分子在内涵体酸性条件下质子化，增加CPT-PCBn前药阳离子脂质体/siRNA复合物表面正电位，促进对内涵体膜的扰动，从而加快siRNA药物的内涵体逃逸，使其在与细胞孵育4 h时高效释放进入细胞质。其次，CPT-PCBn的酯键连接基团具有酸性和酯酶敏感性，在细胞内涵体和细胞质中利用酸性或酯酶响应断裂，12 h时持续释放CPT进入细胞核。由于siPlk1首先释放下调Plk1蛋白的表达可以促进Hela肿瘤细胞对CPT的敏感性，因此，CPT-PCBn前药阳离子脂质体/siPlk1复合物在体外和体内均具有很好的协同肿瘤抑制效果，在肿瘤治疗中具有很好的应用前景。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-05-03 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/20320]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李燕. 基于两性离子载体材料的小干扰RNA药物输递体系的研究, Vectors with Zwitterionic Polymers for the Delivery of Small Interfering RNA[D]. 中国科学院研究生院. 2015. |
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