关键词:
三阴性乳腺癌
微流控法
紫杉醇
ROR1 siRNA
脂质纳米颗粒
摘要:
三阴性乳腺癌(Triple Negative Breast Cancer,TNBC)因其进展快、易转移且预后较差,被称为“乳腺癌之王”。TNBC一线化疗药物紫杉醇(Paclitaxel,PTX)主要通过稳定微管使细胞周期停滞,抑制肿瘤细胞生长。然而,PTX的临床应用受到毒副作用等方面的限制。受体酪氨酸激酶样孤儿受体1(Receptor Tyrosine Kinase-like Orphan Receptor 1,ROR1)作为膜受体参与诸多信号通路,促进TNBC的增殖和远端转移。基于核糖核酸干扰(Ribonucleic Acid Interference,RNAi)疗法的ROR1小干扰RNA(Small Interfering RNA,si RNA)可有效沉默和干扰ROR1基因的表达,抑制TNBC的生长和迁移。遗憾的是,裸RNA在体内易被降解,递送困难,这使得RNAi疗法在TNBC治疗中受到严重限制。因此,需要寻找合适的递送载体。脂质纳米颗粒(Lipid Nanoparticle,LNP)作为一种高效的核酸药物递送载体,可保护ROR1 si RNA递送至靶细胞。同时,微流控法可解决传统LNP制备工艺中粒径分布广及批次间重复性差等问题。基于上述背景,我们利用微流控法制备共载PTX及ROR1 si RNA的脂质纳米颗粒(PR-LNP),减少PTX的毒副作用,并沉默ROR1基因的表达。本研究主要包括以下三个方面:
***-LNP的制备
通过微流控法制备PR-LNP,以PTX包封率、琼脂糖凝胶中RNA迁移距离为评价指标,采用单因素控制变量法对磷脂的质量、水相介质、氮磷比等因素进行优化。经研究确定最优处方及制备工艺:DOTAP:DOPE:CHOL:DSPE-PEG的质量比为14:56:5:3、水相介质为10 n M p H 4.0柠檬酸盐缓冲液、吐温-80占水相体积的1.5%、药脂比为1:20、氮磷比为8、有机相和水相的流速比为1:3及总流速0.5m L/min。
***-LNP的表征
对PR-LNP的粒径与电位、形态、包封率和载药量等理化性质及稳定性进行考察,并评价了PR-LNP的体外释放特性。结果显示,PR-LNP粒径为148.50±0.80nm、PDI为0.24±0.02、电位为17.43±0.66 m V,透射电子显微镜下PR-LNP呈形态均一、结构完整的球形。PR-LNP的PTX包封率为96.36±0.34%,PTX载药量为3.35±0.18%;ROR1 si RNA包封率为86.07±1.23%,ROR1 si RNA载药量为0.44±0.03%。PR-LNP在10%血清中24 h内稳定性良好,体外释放结果显示PR-LNP在p H 7.4 PBS中48 h内累积释放率达67%,缓慢释放。
***-LNP的体外评价研究
采用4T1细胞模型,研究PR-LNP对4T1细胞的摄取、毒性及转移的影响,考察ROR1 si RNA干扰ROR1基因表达情况,评价PR-LNP的体外入胞能力、抑制肿瘤细胞生长和转移能力以及ROR1 si RNA的沉默效果。将荧光标记香豆素6包载于LNP中,摄取实验结果显示4 h内香豆素6荧光强度逐渐增加,4 h后载体LNP促使药物从溶酶体逃逸,使其进入细胞质发挥作用。与流式细胞仪定量测定结果一致。蛋白质印迹实验结果显示80μM ROR1 si RNA在体外可有效阻断ROR1基因的表达。细胞毒性结果显示PR-LNP可显著抑制4T1细胞增殖,其IC为1.39μg/m L,且R-LNP及空白载体安全性良好。细胞划痕、迁移及侵袭实验结果显示沉默ROR1基因表达可显著抑制4T1细胞体外转移,ROR1 si RNA与PTX协同作用,进一步增强抑制转移能力。
***-LNP的体内评价研究
以4T1荷瘤小鼠为模型,评价PR-LNP在体内的递药特性、代谢情况、抑制肿瘤的增殖和转移能力以及制剂初步生物安全性。采用荧光标记DIR LNP进行组织分布定性、半定量分析及测定PTX在组织中含量,结果显示PR-LNP显著增加24 h内PTX在肿瘤和肺部的药物累积(P<0.05)。在药物动力学中,PR-LNP的PTX半衰期较游离PTX提高1.23倍,血浆清除率降低12.68%,有效延长PTX血液循环时间。药效学评价结果显示PR-LNP组肿瘤抑制率为49.24%,较游离PTX组提高约2.77倍,肿瘤重量较游离PTX组有显著性差异(P<0.001)。对肿瘤TUNEL和CD8T细胞免疫荧光染色切片,结果表明PR-LNP可诱导大量肿瘤细胞凋亡并增加CD8T细胞浸润,促进免疫应答。通过记录肺部结节个数及观察肺部H&E染色切片,结果表明PR-LNP可有效抑制肺转移灶的形成。PR-LNP初步生物安全性考察结果显示荷瘤小鼠给药期间体重