稳定性多肽介导跨屏障膜的脑胶质瘤双重靶向递药系统研究

发布时间：2020-07-05 22:02

【摘要】：脑胶质瘤是常见的脑部肿瘤之一,其治疗以手术切除为主,辅以放疗和化疗。然而,由于胶质瘤的浸润生长,手术难以切除干净,放疗具有严重副作用,化疗药物又难以入脑,患者5年生存率较低。与外周肿瘤不同,脑胶质瘤发展不同阶段存在不同屏障膜,需要相应的靶向递药策略。在脑胶质瘤发生早期,血-脑屏障(blood-brain barrier, BBB)完整,普通递药系统难以跨越BBB进入脑组织;随着脑胶质瘤生长,肿瘤新生血管形成,又出现了血-脑肿瘤屏障(blood-brain tumor barrier, BBTB),但在肿瘤浸润生长区域仍存在BBB,依然限制着递药系统的脑组织转运。因此,根据脑胶质瘤不同阶段生长特点,设计针对相应屏障膜的脑肿瘤靶向递药系统,是实现脑胶质瘤治疗的有效手段。显然,跨BBB的脑靶向递药系统在脑胶质瘤治疗中至关重要。多肽是常见的BBB靶向分子,但其在血循环和BBB转运过程中会遇到酶降解的挑战,故其稳定性优劣直接影响到脑靶向递药的效果。为此,本文首先设计了一种酶稳定的脑靶向分子,并将其修饰于纳米递药系统表面,用于脑胶质瘤的靶向递药及其机制研究；其次,将稳定性BBB靶向分子与BBTB、肿瘤细胞双功能靶向分子联合修饰纳米递药系统,用于脑胶质瘤的多屏障膜和肿瘤细胞靶向递药研究。具体分述如下：本文第一章,设计并合成了一种酶稳定性脑靶向分子-D型多肽DCDX,并与L型多肽LCDX进行了比较研究。结果表明：DCDX在大鼠血清及氨肽酶中的稳定性分别提高了5倍和24倍,与烟碱型乙酰胆碱受体的结合活性提高了4倍,脑毛细血管内皮细胞摄取增加2.6倍,跨体外BBB模型转运量增加1.2倍,并在小鼠体内很快分布到脑组织。DCDX与脑毛细血管内皮细胞的溶酶体良好定位,但在溶酶体匀浆中的稳定性良好。结果提示,酶高稳定性及受体高亲和性赋予了DCDX良好的脑靶向性。本文第二章,制备了BBB靶向的功能材料DCDX-PEG-DSPE,构建了一种DCDX介导跨BBB的脑靶向脂质体递药系统(DCDX-LS)。结果表明：DCDX-LS能被脑毛细血管内皮细胞摄取,并跨越体外BBB模型转运,分别是LCDX-LS的5.1倍和1.5倍；DCDX-LS在小鼠脑内蓄积量显著高于LCDX-LS;载阿霉素的DCDX-LS能显著延长荷原位胶质瘤裸鼠的生存时间,中位生存期为33.5天,比LCDX-LS组提高了20%。结果提示,DCDX可显著提高脂质体递药系统跨BBB入脑量,改善药物治疗脑胶质瘤的效果。本文第三章,设计并构建了一种DCDX和c(RGDyK)介导跨BBB、BBTB的脑胶质瘤双重靶向脂质体递药系统(DCDX/c(RGDyK)-LS)。结果表明：DCDX/c(RGDyK)-LS既能被脑毛细血管内皮细胞摄取、也能被脑胶质瘤细胞(U87)摄取,且能跨越体外BBB模型并渗透进入下室U87三维肿瘤球内,具备良好的体外跨BBB并脑胶质瘤靶向的特性；DCDX/c(RGDyK)-LS具有良好的体内脑胶质瘤靶向能力,载阿霉素后能显著性提高脑胶质瘤的靶向治疗效果,与脂质体(LS)和单靶向分子修饰的脂质体(DCDX-LS、c(RGDyK)-LS)相比,DCDX/c(RGDyK)-LS组脑胶质瘤模型动物的中位生存期分别延长39%、13%和27%。结果提示,跨双屏障膜的双重靶向递药可显著改善脑胶质瘤治疗效果。本文第四章,以两种D型多肽作为脑靶向分子,考察了其稳定性对改善脑靶向递药的贡献程度。结果表明,与烟碱型乙酰胆碱受体结合的DCDX、与低密度脂蛋白受体相关蛋白结合的DAngiopep均具有较高的血清稳定性及溶酶体酶稳定性,但前者与相应受体结合活性和脑毛细血管内皮细胞摄取量均高于LCDX,而后者均低于LAngiopep;因两者均经历体内血循环和BBB转运细胞的溶酶体过程,DCDX和DAngiopep均能明显改善纳米递药系统脑靶向效果。结果提示,脑靶向分子的稳定性对介导递药系统脑靶向具有重要价值。综上所述,本文根据脑胶质瘤生长发展特点,针对早期脑胶质瘤的BBB,设计了稳定性多肽介导跨BBB的脑靶向递药系统,针对后续脑胶质瘤共存的BBB、BBTB,设计了稳定性多肽介导跨双屏障膜的脑胶质瘤双重靶向递药系统,有效提高了递药系统对脑胶质瘤的靶向性和治疗效果,并证明了D型多肽脑靶向分子对介导递药系统跨BBB入脑具有明显的优势。
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R943

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