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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- iRGD肽協(xié)同納米顆粒對(duì)順鉑抗腫瘤效應(yīng)的調(diào)節(jié)作用及機(jī)制研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 應(yīng)用一種簡(jiǎn)單的策略逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥是科研人員長(zhǎng)期期盼的目標(biāo)。本課題緊扣當(dāng)今國(guó)內(nèi)外腫瘤化療領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)——尋找新的逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性的增敏藥物，首次深入地探討了新型iRGD肽對(duì)人卵巢癌SKOV-3細(xì)胞順鉑耐藥株的逆轉(zhuǎn)耐藥性的作用及機(jī)制。同時(shí)，本課題對(duì)比研究了iRGD肽協(xié)同納米顆粒、順鉑對(duì)敏感株的抗腫瘤效應(yīng)研究，探討腫瘤化療增敏作用及機(jī)制。以期提出一種簡(jiǎn)單的策略——iRGD肽是逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性的新思路。
- 詳細(xì)介紹：
- Science最新一項(xiàng)研究展示了iRGD肽可協(xié)助抗癌藥物滲透到最堅(jiān)韌的腫瘤組織之中，但又不會(huì)增加其對(duì)健康細(xì)胞的毒性。當(dāng)該肽以化學(xué)方式和藥物發(fā)生結(jié)合的時(shí)候，它可伴送某些抗癌藥物深入到在小鼠體內(nèi)生長(zhǎng)的腫瘤的血管外組織之中。當(dāng)iRGD作為一個(gè)獨(dú)立的物質(zhì)與抗腫瘤藥物共同注射的時(shí)候，該肽可較好的加強(qiáng)藥物的遞送及其抗腫瘤活性。 現(xiàn)有的大多數(shù)腫瘤化療藥物是高效的，但是其副作用限制了化療藥物的用藥劑量和在腫瘤組織的有效藥物濃度。趙宇亮等研究發(fā)現(xiàn)一種自身作為新型高效抗惡性腫瘤化療藥物的Gd@C82(OH)22納米顆粒，并發(fā)展了相關(guān)的納米顆粒表面化學(xué)修飾技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)納米顆粒的低毒性和高效率。但是同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，Gd@C82(OH)22納米顆粒分布在腫瘤組織的濃度較低。iRGD肽化學(xué)結(jié)合納米顆粒的研究很少，尤其是化學(xué)結(jié)合自身作為新型高效抗惡性腫瘤化療藥物的Gd@C82(OH)22納米顆粒。iRGD肽聯(lián)合給藥和結(jié)合給藥途徑均可抑制腫瘤生長(zhǎng)和提高藥物在腫瘤內(nèi)蓄積濃度，iRGD肽隨同給藥比結(jié)合給藥有效，但已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，相關(guān)機(jī)制尚不清楚。用iRGD肽結(jié)合或隨同給Gd@C82(OH)22納米顆?？赡芨纳七@種低濃度的現(xiàn)狀，改善Gd@C82(OH)22納米顆粒治療惡性腫瘤的靶向性和高效低毒性？ 順鉑是臨床治療腫瘤中常被采用的一種藥物，順鉑治療后的副作用和耐藥性，限制了它的廣泛應(yīng)用。尋求一種既能逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性又低毒的治療方法成為當(dāng)今抗癌藥物研究的熱點(diǎn)。當(dāng)iRGD肽與傳統(tǒng)的化療藥物，如阿霉素、紫杉醇、阿霉素脂質(zhì)體以及治療性抗體曲妥單抗等隨同或耦合給藥，能夠協(xié)助抗癌藥物滲透到腫瘤組織，而它是否能提高腫瘤耐藥細(xì)胞里藥物的有效濃度逆轉(zhuǎn)耐藥？逆轉(zhuǎn)的同時(shí)是否能降低化療藥物的毒副作用？ 目前有關(guān)細(xì)胞對(duì)順鉑具有抗性的主要原因中，細(xì)胞內(nèi)吞缺陷導(dǎo)致藥物的積累減少似乎在各種細(xì)胞系中較為常見(jiàn)。我們?cè)O(shè)計(jì)在細(xì)胞水平和動(dòng)物水平上研究iRGD肽、納米顆粒與順鉑的聯(lián)合使用對(duì)SKOV-3順鉑耐藥株等抗性細(xì)胞的作用，研究iRGD肽、納米顆粒逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥性的作用。為進(jìn)一步探討iRGD肽的逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥性機(jī)制，利用內(nèi)吞抑制劑處理細(xì)胞，考察iRGD肽對(duì)抗性細(xì)胞內(nèi)吞能力的影響。試圖從細(xì)胞內(nèi)吞能力角度闡述聯(lián)合作用增強(qiáng)對(duì)抗性細(xì)胞逆轉(zhuǎn)作用的機(jī)制，為臨床應(yīng)用提供理論參考。 目前還有許多問(wèn)題沒(méi)有解決，iRGD肽是否能協(xié)同納米藥物、順鉑發(fā)揮抑瘤作用？耦合納米顆粒給藥途徑是否能更有效提高藥物滲透性？其機(jī)制有待進(jìn)一步研究。Gd@C82(OH)22納米顆粒在對(duì)腫瘤細(xì)胞無(wú)毒的前提下是如何起到抑瘤作用的？iRGD肽是否可以改善它分布在腫瘤組織低濃度的現(xiàn)狀？針對(duì)腫瘤的耐藥性，iRGD肽協(xié)同納米顆粒是否能逆轉(zhuǎn)腫瘤順鉑耐藥性？針對(duì)這些問(wèn)題，本文將從以下兩方面進(jìn)行研究： 1. iRGD肽協(xié)同[Gd@C82(OH)22]n、順鉑對(duì)細(xì)胞和動(dòng)物水平的抑瘤作用研究，建立iRGD肽耦合[Gd@C82(OH)22]n的方法，建立人卵巢癌裸小鼠原位移植瘤模型，研究不同用藥方法的抑瘤作用，并在同等處理?xiàng)l件下檢測(cè)不同處理組的抑瘤效果。抑瘤成效檢測(cè)通過(guò)組織切片研究處理后動(dòng)物體各組織器官的變化，包括心、肝、脾、肺、腎和胸腺；對(duì)血液做血涂片和血常規(guī)分析。 2. iRGD肽逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的（順鉑）耐藥性研究，建立人卵巢癌順鉑耐藥株SKOV-3/DDP細(xì)胞模型和動(dòng)物模型，采用Cytochalasin D細(xì)胞內(nèi)吞抑制劑處理順鉑耐藥細(xì)胞株抑制其內(nèi)吞功能，研究iRGD肽與順鉑的聯(lián)合作用對(duì)抗性細(xì)胞的毒性，并利用confocal共聚焦顯微鏡觀察細(xì)胞狀態(tài)；為排除聯(lián)合效果的細(xì)胞特異性，在7404-CP20和KB-CP20兩個(gè)細(xì)胞系上驗(yàn)證其聯(lián)合效果。動(dòng)物水平抑瘤成效檢測(cè)同上。
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作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的： 1. 研究iRGD肽協(xié)同納米顆粒、順鉑治療惡性腫瘤和逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性的成效。 2. 從改善腫瘤細(xì)胞內(nèi)吞能力方面探討iRGD肽逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的機(jī)制。 思路： iRGD肽協(xié)同納米顆粒、順鉑治療卵巢癌細(xì)胞系SKOV-3及其順鉑耐藥株SKOV-3/DDP，應(yīng)用CCK-8試劑盒檢測(cè)其成效；應(yīng)用內(nèi)吞抑制劑與iRGD肽、藥物聯(lián)合作用后，質(zhì)譜法測(cè)定細(xì)胞內(nèi)順鉑蓄積量，探討iRGD肽逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的機(jī)制。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1．首次探討iRGD肽協(xié)同納米顆粒、順鉑的抗腫瘤作用，并逆轉(zhuǎn)順鉑耐藥性，思路具有創(chuàng)新性，國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道； 2．首次提出應(yīng)用iRGD肽耦合（修飾）富勒烯納米顆粒表面，設(shè)想具有原創(chuàng)性，可建立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和獨(dú)有的技術(shù)體系，設(shè)計(jì)在理論上具有創(chuàng)新性； 3．首次探討iRGD肽逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥的影響及其作用機(jī)制。研究在理論上具有一定的創(chuàng)新性，國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本課題研究深入探討iRGD肽逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥性的機(jī)制，考察iRGD肽對(duì)抗性細(xì)胞內(nèi)吞能力的影響，為臨床應(yīng)用提供理論參考，具有重要的理論創(chuàng)新意義。同時(shí)，研究可能帶來(lái)新的診療技術(shù)的進(jìn)步和突破，具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 作品深入研究iRGD肽協(xié)同納米顆粒、順鉑治療惡性腫瘤和逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性的成效，并從改善腫瘤細(xì)胞內(nèi)吞能力方面探討iRGD肽逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的機(jī)制。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究iRGD肽協(xié)同納米顆粒、順鉑治療卵巢癌細(xì)胞系SKOV-3及其順鉑耐藥株SKOV-3/DDP的作用，應(yīng)用CCK-8試劑盒檢測(cè)其成效；應(yīng)用內(nèi)吞抑制劑與iRGD肽、藥物聯(lián)合作用后，質(zhì)譜法測(cè)定細(xì)胞內(nèi)順鉑蓄積量，探討iRGD肽逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的機(jī)制。創(chuàng)新性地探討iRGD肽協(xié)同納米顆粒、順鉑的抗腫瘤作用，并逆轉(zhuǎn)順鉑耐藥性，深入機(jī)制研究。已有研究證實(shí)，iRGD肽可協(xié)助抗癌藥物滲透到最堅(jiān)韌的腫瘤組織之中，但又不會(huì)增加其對(duì)健康細(xì)胞的毒性。本作品應(yīng)用一種簡(jiǎn)單的策略來(lái)探討逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的新途徑——iRGD肽是逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性的新思路。
獲獎(jiǎng)情況
- 作品榮獲“哈爾濱醫(yī)科大學(xué)春蕾計(jì)劃課外科技學(xué)術(shù)作品大賽”特等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 未見(jiàn)iRGD肽協(xié)同納米顆粒、順鉑對(duì)人卵巢癌細(xì)胞系及其順鉑耐藥株的抗腫瘤作用及其機(jī)制研究；首次應(yīng)用iRGD肽探討逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性研究；未見(jiàn)[Gd@C82(OH)22]n納米顆粒聯(lián)合iRGD肽的研究報(bào)道。
參考文獻(xiàn)
- 1. Kazuki N, et al.(2010) Coadministration of a Tumor-Penetrating Peptide Enhances the Efficacy of Cancer Drugs .Science 328, 1031-1035 2. Xing-Jie L , et al. (2010) Metallofullerene nanoparticles circumvent tumor resistance to cisplatin by reactivating endocytosis. PNAS 107 , 7449–7454 3. Kazuki N, et al. (2009) Tissue-Penetrating Delivery of Compounds and Nanoparticles into Tumors . Cancer Cell 16, 510–520. 4. Juan Jianga, et al.（2010）Sequential treatment of drug-resistant tumors with RGD-modified liposomes containing siRNA or doxorubicin，European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, pp. 170-178. 5. Chen C, et al. (2005) Multihydroxylated [Gd@C82(OH)22]n Nanoparticles: Antineoplastic Activity of High Efficiency and Low Toxicity. Nano Lett 5, 2050–2057. 6. Teesalu, T, et al. (2009). C-end rule peptides mediate neuropilin-1-dependent cell, vascular, and tissue penetration. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, 16157–16162.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 1. iRGD肽抗腫瘤作用的研究進(jìn)展 iRGD肽可以協(xié)助藥物直接定位于腫瘤血管，并且擴(kuò)散到腫瘤實(shí)質(zhì)血管外，而傳統(tǒng)的RGD肽只能傳送藥物到血管。iRGD肽與腫瘤血管內(nèi)皮特殊表達(dá)的αv整合素相結(jié)合從而定位于腫瘤。隨后iRGD在腫瘤中分裂成CRGDK/R，切去頂端的iRGD肽缺失了許多整合連接活性，但因?yàn)镃-末端有CendR基序能夠結(jié)合NP-1從而使iRGD肽更有活性。CendR/NP-1的結(jié)合調(diào)控著一種激活的運(yùn)輸系統(tǒng)，讓同時(shí)注射的藥物從血管中滲出，從而調(diào)節(jié)藥物的一種特殊的腫瘤組織滲透性（Kazuki N, et al. Cancer Cell，2009）。 當(dāng)iRGD肽與傳統(tǒng)的化療藥物（如阿霉素、紫杉醇、阿霉素脂質(zhì)體以及曲妥單抗等）協(xié)同或耦合給藥，能夠協(xié)助抗癌藥物滲透到腫瘤組織（Kazuki N, et al. Science，2010）。協(xié)同給藥和耦合給藥途徑均可抑制腫瘤生長(zhǎng)和提高藥物在腫瘤內(nèi)蓄積濃度，iRGD肽協(xié)同給藥比化學(xué)結(jié)合給藥稍微有效，但已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。iRGD肽協(xié)同納米藥物的研究很少，其機(jī)制有待進(jìn)一步研究。已有研究主要是iRGD肽對(duì)藥物敏感細(xì)胞模型和動(dòng)物模型的抗腫瘤效應(yīng)研究，而iRGD肽對(duì)耐藥細(xì)胞的作用及機(jī)制尚未報(bào)道，本課題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究iRGD肽是否也能逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性并探討其機(jī)制。 2. [Gd@C82(OH)22]n的抗腫瘤作用和順鉑耐藥性研究 [Gd@C82(OH)22]n具備高效的抑瘤效果，獨(dú)特的是它本身對(duì)腫瘤細(xì)胞不產(chǎn)生毒性作用，在極低劑量下就可以發(fā)揮很強(qiáng)的抑瘤效果(Chen C, et al. Nano Lett,2005) 。近幾年對(duì)[Gd@C82(OH)22]n抑瘤機(jī)制的研究主要集中在抗氧化、免疫激活、EPR效應(yīng)和血管抑制方面。順鉑是臨床治療腫瘤中常被采用的一種藥物，然而，順鉑的副作用和耐藥性，限制了它的廣泛應(yīng)用。因此，尋求一種既能逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性又低毒的治療方法成為當(dāng)今抗癌藥物研究的熱點(diǎn)。[Gd@C82(OH)22]n能夠通過(guò)加強(qiáng)順鉑耐藥細(xì)胞的內(nèi)吞作用，使進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的順鉑增多逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥(Xing-Jie L, et al. PNAS,2010)。
