【正文】 抗 腫瘤 納米藥物新劑型 及相關(guān)納米材料 的生物安全性 研究 研究抗 肺癌和乳腺癌轉(zhuǎn)移 或 降低 腫瘤耐藥性 納米藥物新劑型 及相關(guān)納米材料 的組成、結(jié)構(gòu) 和 特性等對(duì)細(xì)胞分裂、增殖 和 凋亡等過程 及 相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路調(diào)控的影響，在細(xì)胞水平上初步闡明抗 腫瘤 納米藥物新劑型 及相關(guān)納米材料 的生物安全性 ； 研究 納米藥物新劑型 及相關(guān)納米材料 在體內(nèi)的代謝情況，包括在巨噬細(xì)胞和白細(xì)胞內(nèi)的代謝過程，在基因和蛋白質(zhì)水平上研究納米藥物新劑型 及其相關(guān)納米材料 與生物大分子和細(xì)胞的相互作用規(guī)律 ； 對(duì) 顯著改善 抗 肺癌和乳腺癌轉(zhuǎn)移或 降低 腫瘤耐藥性的 納米 藥物 新劑型 及相關(guān)納米材料 ,與傳統(tǒng)制劑對(duì)比研究 在整體動(dòng)物水平上 的藥代動(dòng)力學(xué)特征與毒性的關(guān)系 ， 揭示納米材料與傳統(tǒng)藥物組成載 藥系統(tǒng)、協(xié)同增效后是否會(huì)產(chǎn)生新的安全 性 問題 ，并 與普通制劑比較 研究 在整體動(dòng)物水平上 的 急性毒性、長(zhǎng)期毒性和一般藥理學(xué)等 ， 通過納米藥物新劑型降低抗腫瘤藥物毒性，提高藥物安全性， 為本項(xiàng)目的后續(xù)應(yīng)用開發(fā)提供保障 。 主要研究?jī)?nèi)容 針對(duì)采用納米技術(shù)改善 肺癌和乳腺癌 治療效果這一目標(biāo)和 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題， 本項(xiàng)目擬采用新型的功能 化 納米材料和技術(shù)， 設(shè)計(jì)、 構(gòu)建安全、高效的抗 腫瘤轉(zhuǎn)移及 降低腫瘤耐藥性 的納米 藥物新劑型， 研究納米藥物新劑型抗腫瘤轉(zhuǎn)移 和 降低腫瘤耐藥性的 藥效與 機(jī)理 ，研究 納米藥物新劑型及相關(guān)納米材料的生物安全性。運(yùn)用 化學(xué)、生物、藥學(xué)、納米 科學(xué)等手段 ， 從分子、細(xì)胞、組織和整體動(dòng)物水平四個(gè)層次開展以下工作 ： （ 1） 納米藥物新劑型 的構(gòu)建 及其相應(yīng) 功能化納米材料的 設(shè)計(jì)、 合成與表征 根據(jù)構(gòu)建抗腫瘤 轉(zhuǎn)移或降低腫瘤 耐藥性納米藥物新劑型的需要，通過分子設(shè)計(jì)、改性和修飾等技術(shù)，合成相關(guān)的納米 新 材料，并對(duì)其各種特性進(jìn)行表征 ； 針對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)、構(gòu)建 能夠特異性增加化療藥物在腫瘤組織或細(xì)胞中富集，顯著提高化療藥物 對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移病灶部位或腫瘤組織新生淋巴管 選擇性的 納米藥物新劑型，并對(duì)其特性進(jìn)行表征 ； 設(shè)計(jì)構(gòu)建能在進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后，對(duì)腫瘤細(xì)胞內(nèi)特殊環(huán)境具有刺激響應(yīng)性的納米藥物新劑型，并對(duì)其特性進(jìn)行表征 ； 設(shè)計(jì)、 構(gòu)建 能同時(shí)攜載 基因 藥物或化療藥物增敏劑與化療藥物的納米藥物新劑型，并對(duì)其特性進(jìn)行表征。 二、預(yù)期目標(biāo) 總體目標(biāo) 采用功能化 的 納米 新 材料，設(shè)計(jì)、構(gòu)建具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、高效、安全的抗腫瘤 納米藥物新劑型；在分子、細(xì)胞、組織和整體動(dòng) 物水平上揭示納米藥物新劑型抗腫瘤 轉(zhuǎn)移 和降低腫瘤 耐藥性的 藥效及其 機(jī)理 ；初步闡明 納米材料與傳統(tǒng)藥物組成載藥系統(tǒng)、協(xié)同增效后 影響 其 生物安全性的關(guān)鍵因素；在納米技術(shù)改善肺癌和乳腺癌 治療現(xiàn)狀 的應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面取得一批重要的原創(chuàng)性成果；培養(yǎng)一批具有國(guó)際影響的學(xué)術(shù)帶頭人，提高我國(guó)納米生物醫(yī)藥技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。 圖 1 項(xiàng)目總體學(xué)術(shù)思路 研究 方案 （ 1）功能化納米材料的合成及 納米藥物新劑型 的構(gòu)建與表征 ① 針對(duì)設(shè)計(jì)、構(gòu)建抗 腫瘤轉(zhuǎn)移與降低腫瘤 耐藥性納米 藥物 新劑型 的需要，采用高分子材料學(xué)、生物材料學(xué)及有機(jī)合成化學(xué)等的方法和原理，通過分子設(shè)計(jì)、改性 和修飾 等技術(shù)合成可生物降解、安全 的相關(guān)納米材料，包括聚酯類高分子 、功能化 兩親性高分子 、樹枝狀大分子、 脂質(zhì)材料和 無(wú)機(jī)納米材料 等，并 對(duì)其 性狀、 結(jié)構(gòu)、生物物理特性、載藥 與 藥物釋放特性、特異性的納米效應(yīng)等進(jìn)行表征。此外，還設(shè)計(jì)、構(gòu)建能同時(shí)攜載化療藥物和化療增敏劑的 納米藥物新劑型，并對(duì)其進(jìn)行表征。 ④ 選 擇轉(zhuǎn)移瘤細(xì)胞表面高表達(dá)的目標(biāo)蛋白分子（如 PAR1等），將沉默這些高表達(dá)蛋白分子的 siRNA和具有腫瘤選擇性作用的尋靶分子 （如 葉酸、 EGF、 RGD肽、轉(zhuǎn)鐵蛋白 和 單鏈片段抗體 修飾等） 組裝到納米藥物新劑型上，利用納米藥物新劑型將 siRNA等定向輸送到淋巴結(jié)中的腫瘤細(xì)胞，同時(shí)利用納米藥物新劑型激發(fā)免疫系統(tǒng)固有免疫反應(yīng)水平的特性，促進(jìn)免疫細(xì)胞攻擊轉(zhuǎn)移到淋巴結(jié)中的腫瘤細(xì)胞，通過上述兩種作用的有機(jī)結(jié)合來抗淋巴轉(zhuǎn)移腫瘤。 ④ 研究納米藥物新劑型在腫瘤耐藥細(xì)胞和敏感細(xì)胞動(dòng)物模型體內(nèi)的藥物動(dòng)力學(xué)行為和藥效，考察其在體內(nèi)各組織、器官中 的 分布，探討納米藥物新劑型在腫瘤部位 的 分布特征及動(dòng)力學(xué)行為，測(cè)定納米藥物新劑型抑制腫瘤生長(zhǎng)、抑制GST和 GCS酶活性、體內(nèi)腫瘤細(xì)胞凋亡、腫瘤耐藥轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ Pgp、 MRP、 BCRP和 LRP等）和細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白及編碼基因的表達(dá)，從整體動(dòng)物 水平探討納米藥物新劑型降低腫瘤耐藥的作用機(jī)理。 ③ 對(duì) 顯著改善抗腫瘤 轉(zhuǎn)移 或 降低 腫瘤耐藥 性 的 納米藥物新劑型 及相關(guān)納米材料 ,以不同種類及不同狀態(tài)的動(dòng)物（小鼠、大鼠、兔 和 犬等）為模型，采用不同的給藥方 案（劑量、給藥次數(shù) 和 周期等）給藥后，研究不同納米藥物新劑型 及相關(guān)納米材料的 吸收、分布、代謝和排泄等體內(nèi) 藥物動(dòng)力學(xué)過程，揭示 納米藥物新劑型 及相關(guān)納米材料 的藥代動(dòng)力學(xué)特征與毒性的相關(guān)性。 ① 提出新思路， 抓住 “轉(zhuǎn)移 ”與 “耐藥 ”這兩個(gè)造成腫瘤難以治愈和復(fù)發(fā)的關(guān)鍵問題，提出采用功能化的納米材料構(gòu)建納米藥物新劑型，從 分子、細(xì)胞、組織和整體動(dòng)物水平上系統(tǒng)揭示 抗 腫瘤轉(zhuǎn)移與降低腫瘤 耐藥性的機(jī)理 ，探索其生物安全性的評(píng)價(jià)方法，力爭(zhēng)在改善腫瘤治療 的 效果方面取得突破。 可行性分析 ① 目標(biāo)明確、 內(nèi)容 具體 ： 采用自主創(chuàng)新的功能化納米材料，設(shè)計(jì)、構(gòu)建具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、高效、安全的抗癌納米藥物新劑型，通過在分子、細(xì)胞、組織和整體動(dòng)物水平上對(duì)納米藥物新劑型抗腫瘤 轉(zhuǎn)移 及 降低腫瘤耐藥性的作用機(jī)理研究和 生物安全性研究，實(shí)現(xiàn)改善 肺癌和乳腺癌的治療效果這一目標(biāo)。 項(xiàng)目承擔(dān)單位 擁有多個(gè)相關(guān)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 或省部級(jí)實(shí)驗(yàn)室的一流硬件設(shè)施與藥物研究技術(shù)平臺(tái)，包括用于 納米材料合成與表征及納米新劑型構(gòu)建與表征 的 各類先進(jìn)儀器，開展 抗 腫瘤轉(zhuǎn)移 及 降低腫瘤 耐藥 性 機(jī)理與 生物安全性研究 等的各類設(shè)施，為本項(xiàng)目的順利完成，提供了強(qiáng)有力的保障。組織管理和運(yùn)作體制分項(xiàng)目和課題兩個(gè)層次。 ② 在項(xiàng)目實(shí)施過程中，注重單項(xiàng)技術(shù) 的 集成整合 、 技術(shù)平臺(tái) 和信息 資源共享 、 人才隊(duì)伍 交叉融合。 課題三 根據(jù) “課題一 ”提供的納米藥物 新劑型 ，在分子、細(xì)胞、組織和整體課題一 抗腫瘤納米藥物新劑型及相關(guān)納米材料的設(shè)計(jì)與構(gòu)建 課題二 效 抗 納 與 腫 米 機(jī) 瘤 藥 理 轉(zhuǎn) 物 研 移 新 究 的 劑 藥 型 課題三 的 降 納 機(jī) 低 米 理 腫 藥 研 瘤 物 究 耐 新 藥 劑 性 型 課題四 納米藥物新劑型及相關(guān)納米材料的生物安全性研究 納米藥物 新劑型 改善 腫瘤治療 動(dòng)物水平上研究其降低 腫瘤耐藥性 的作用機(jī)理，并將信息反饋給 “課題一 ”，為 “課題一 ”對(duì)納米藥物 新劑型和相關(guān) 功能性納米材料的進(jìn)一步優(yōu)化提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，也為 “課題四 ”的研究開展提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 ② 針對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)，通過對(duì) 納米藥物載體 進(jìn)行修飾，設(shè)計(jì) 、 構(gòu)建 能夠特異性增加化療藥物在腫瘤組織或細(xì)胞中富集，顯著提高化療藥物 對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移病 灶部位和新生淋巴管 靶向性、或同時(shí)兼?zhèn)鋵?duì)淋巴系統(tǒng)導(dǎo)向性和轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞靶向性的 納米藥物新劑型 ， 如功能化自組裝納米粒、納米膠束、納米乳、脂質(zhì)納米粒等 ，并對(duì)其理化特性進(jìn)行表征 。 課題二 納米藥物新劑型抗腫瘤轉(zhuǎn)移的藥效與機(jī)理研究 （ 1）研究目標(biāo) ① 初步 建立 納米技術(shù)抗腫瘤 轉(zhuǎn)移 的技術(shù)體系， 揭示 納米藥物新劑型抗腫瘤轉(zhuǎn)移的 機(jī)理 ② 改善 34 個(gè) 抗腫瘤藥物在治療腫瘤轉(zhuǎn)移方面 的 功效，提高肺癌或乳腺癌的治療效果 ③ 取得一批原創(chuàng)性成果， 發(fā)表高質(zhì)量論文 20篇以上， 申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專利 46項(xiàng) ④ 培養(yǎng) 碩士研究生 10 名、博士研究生 8 名和博士后 3 名 （ 2）主要研究?jī)?nèi)容 ① 以 紫杉 烷類 、阿霉素 和鉑類 等 抗腫瘤藥物 為模型藥物， 利用淋巴系統(tǒng)的 生理學(xué)特征 ，腫瘤轉(zhuǎn)移啟動(dòng)過程和微環(huán)境特征 及核素與熒光素等示蹤技術(shù)， 比較研究 納米藥物新劑型 的組成、結(jié)構(gòu)和理化特性 等 對(duì)腫瘤細(xì)胞特異性攝取和毒性的影響；選用巨噬細(xì)胞，比較研究 納米藥物新劑型的尺度、表面親水性和荷電性、功能化納米材料比例或?qū)ぐ蟹肿有揎棾潭鹊葘?duì)規(guī)避巨噬細(xì)胞攝 取的影響，優(yōu)化納米藥物新劑型的處方。 ④ 將 siRNA或 shRNA、 微小 RNA藥物（或其反義物）或化療藥物增敏劑 與化療藥物共同包載于納米藥物新劑型中進(jìn)行共輸送，開展 干擾腫瘤轉(zhuǎn)移啟動(dòng)過程， 抗淋巴轉(zhuǎn)移腫瘤和抑制腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移功效的研究；利用納米藥物新劑型激發(fā)免疫系統(tǒng)固有免疫反應(yīng)水平的特性，研究增強(qiáng)免疫細(xì)胞攻擊淋巴結(jié)中轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞的能力 。 ③ 取得一批原創(chuàng)性成果， 發(fā)表高質(zhì)量論文 20篇以上， 申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專利 1012項(xiàng) ④ 培養(yǎng) 碩士研究生 10 名、博士研究生 8 名和博士后 3 名 （ 2）主要研究?jī)?nèi)容 ① 以紫杉 烷類、 阿霉素 、鉑類 和氟脲嘧啶 等抗腫瘤藥物 為研究藥物 ， 選擇肺癌和乳腺癌 的典型 耐藥細(xì)胞株，考察納米 藥物 新 劑型 的 攝取、胞內(nèi)滯留、轉(zhuǎn)運(yùn)等過程，測(cè)定腫瘤耐藥細(xì)胞的細(xì)胞周期、細(xì)胞膜流動(dòng)性、細(xì)胞毒性、細(xì)胞增殖與