[发明专利]一种内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统及其制备方法

说明书

本发明属生物医药技术和纳米医学技术领域，涉及一种内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统及其制备方法。本发明以干细胞为细胞载体，通过细胞内吞内载纳米前药，制备的抗肿瘤靶向系统，其通式为：Stem cells—(RGD‑PPCD)_n。其中纳米前药具有靶向、缓释与酸敏释放特性，干细胞载体可以远程靶向肿瘤原发灶及转移灶。经体外实验结果表明，载药后的干细胞可保持其分裂增殖能力和肿瘤迁移特性，所构建的体系稳定，能保证药物以纳米前药的形式存在于细胞中达数天，且可对药物进行缓慢释放；体内实验结果表明，与原药和纳米前药相比，所构建的干细胞靶向系统可显著延长荷瘤动物的生存期，能保持荷瘤动物正常的神经行为学特征，发挥其高效、安全和持久的抗肿瘤疗效。

技术领域

本发明属生物医学和纳米医学技术领域，涉及一种内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统及其制备方法。

背景技术

据统计报道，目前，恶性肿瘤依然是威胁人类健康的严重疾病，其死亡率(37.0％)仅次于心脏病，居死因的第二位。其主要原因是由于肿瘤在发病早期向周围正常组织浸润性生长而形成卫星病灶，手术切除后容易复发和恶性程度增高，且对放、化疗有一定抵抗性，机体有功能的正常增殖细胞群受到严重伤害，等，因此恶性肿瘤患者的生存期未获得有效延长。纳米技术的出现为药物向肿瘤的有效输送提供了机遇，但是其仍存在如体内循环系统不稳定；难以穿越生理屏障，从而无法有效蓄积达到治疗浓度；难以穿透肿瘤实质等问题。

朱赛杰等(专利号：CN101879313B)以高载药量的聚乙二醇化聚酰胺—胺树枝状大分子(PEG-PAMAM)为纳米载体，通过酸敏键(Cis-acotonicanhydride，CA)将阿霉素(Doxorubicin，DOX)与载体共价连接，合成了具有被动靶向和肿瘤部位定位释药功能的PEG-PAMAM-cis-aconityl-DOX(PPCD)大分子纳米前药；进一步以RGD环肽为靶向头基修饰PPCD，可获得具有主动靶向功能的RGD-PPCD。两种纳米前药在循环系统和正常组织中几乎不释药，在肿瘤和细胞内弱酸性环境下缓慢释放出阿霉素，显著降低了阿霉素的毒性，延长了动物的生存期；尽管如此，纳米前药对靶向和深入肿瘤组织的程度难有突破性提高，无法达到理想的肿瘤靶向效力。

目前以间充质干细胞和神经干细胞为靶向载体的研究主要集中在肿瘤的基因治疗方面。间充质干细胞(MSCs)具有较好的迁移能力和抗肿瘤作用，可用作细胞载体。有实验表明MSCs进入人体内后，会优先聚集到肿瘤基质或伤口内：经静脉或瘤内注射后，采用病毒载体转染基因的MSCs分布于肿瘤组织内及边界，未发现在正常器官的分布；瘤内MSCs表达的抗癌因子(INF、IL、TRAIL、CX3CL1和CCL5)显著提高了实验动物的生存时间，抑制了肿瘤生长。除此之外，MSCs无伦理学限制，易于分离和体外培养，具有低免疫源性和内因性突变率，无神经毒性或致瘤性。目前，以MSCs为载体的肿瘤治疗方案已应用于乳腺癌及其肺转移模型、卵巢癌及其转移模型、肝癌及其转移模型、脑胶质瘤、胰腺癌、结直肠癌、卡波西肉瘤和肾癌等多种恶性肿瘤的实验模型中(唐志强等：肿瘤，2010，30(11)：980-983)，并取得了良好的治疗效果。神经干细胞(NSCs)属于多能干细胞，自身具有抗肿瘤作用，作为细胞载体具有稳定和肿瘤趋向的特点。静脉注射NSCs能有效穿过血脑屏障(透过率远高于纳米粒)，且能迁移遍布于脑肿瘤组织和癌细胞浸润区域，并未发现在正常脑组织的分布，表现出对脑胶质瘤极强的趋向性；颅内注射基因转染的NSCs后，NSCs遍布整个肿瘤，且随肿瘤向其他部位迁移；NSCs在肿瘤及浸润区表达的抗癌细胞因子发挥了强大的抗肿瘤作用。然而，病毒载体的安全性一直备受争议，转染过程也可能使致瘤基因、转染基因插入干细胞基因组位点，从而引发基因组断裂，干细胞发生恶变，这些都限制了干细胞的进一步应用和临床试验。