[发明专利]一种分子信标修饰的纳米载体及在制备抗肿瘤产品中的应用

说明书

本发明涉及一种分子信标修饰的纳米载体及在制备抗肿瘤产品中的应用。所述纳米载体中的分子信标可用于耐药癌细胞中MDR1mRNA的沉默、成像和药物递送，实现耐药细胞细胞靶向并抑制药物外排；另外，纳米载体中的分子信标与MDR1mRNA的杂交能够实现原位成像MDR1mRNA；并且分子信标的脱离会引起纳米载体内部的药物释放。上述纳米载体应用于耐药型肿瘤细胞的成像和药物递送具有重要应用前景，能够显著抑制肿瘤细胞的耐药性，增强化疗药物的递送效率和耐药肿瘤抑制效果。

技术领域

本发明属于抗肿瘤纳米制剂技术领域，具体涉及一种分子信标修饰的纳米载体及及在制备抗肿瘤产品中的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在化疗中，保证化疗效果的关键在于维持癌细胞内有效的化疗药物浓度。维持细胞内药物浓度通常受到两个关键因素的限制。一个是药物递送效率，受到部分化疗药物的水溶性、稳定性、非特异性递送和渗透效率的影响，不可避免地导致癌细胞内药物浓度不足；另一个是化疗后出现的耐药性，通常是由过表达的ABC转运蛋白，特别是耐药癌细胞内MDR1 mRNA编码的具有药物泵出作用的P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)，造成的细胞内药物积累减少导致的。由于这两个因素的影响，耐药癌细胞内的药物浓度不足以达到致死阈值，最终导致治疗效果有限。因此，迫切需要开发用于有效递送药物并克服耐药性的新型给药系统，以确保有效治疗的细胞内药物浓度。

纳米材料的快速发展为利用创新的药物递送系统以绕过递送障碍带来了机会。介孔硅纳米颗粒(Mesoporous silica nanoparticle,MSN)是一种多孔纳米材料，在生物医学应用中引起了越来越多的关注。得益于其固有的孔体积大、孔径可调、表面易修饰、细胞摄取效率高、生物相容性高等特性，MSN在制备高药物负载能力和递送效率的纳米载体中表现出巨大的优势。目前，已经报道了多种基于MSN的纳米载体，例如，Andre E.Nel课题组开发了一种脂质包覆的介孔硅纳米载体，用于递送化疗药物治疗胰腺癌。这些载体可以有效地将药物递送到癌细胞中，但在耐药癌细胞中，纳米载体释放的药物依然会暴露于P-gp，并被排出细胞，降低细胞内药物浓度。因此，如何克服递送中的耐药性仍然是一个巨大的挑战。为了解决这个问题，利用MSN表面丰富的活性位点和功能核酸分子(如反义寡核苷酸、siRNA或适体)的可设计性，合理地构建集成的纳米载体，在有效递送药物和克服耐药性方面具有应用潜力。与此同时，实时可视化观察细胞内事件的能力是评估纳米载体的药物释放和基因沉默能力的另一个关键因素，但几乎没有被探索过。

发明内容

基于上述技术背景，本发明构建了一种多功能分子信标(Molecular beacon,MB)修饰的介孔硅纳米载体，用于耐药癌细胞中的MDR1 mRNA沉默、成像和药物递送。该纳米载体(Dox@MSN-AD-MBs)是通过在MSN表面上修饰淬灭团标记的锚定DNA(AD)，将阿霉素(Dox)包裹在内，然后用FAM标记的分子信标封堵而构建的。在被耐药癌细胞摄取后，纳米载体表面的MB将与MDR1mRNA杂交，同时与AD解杂交并从载体脱落。该杂交事件可以实现三重作用：一是沉默MDR1 mRNA并下调P-糖蛋白(P-gp)表达水平；二是恢复FAM荧光并对MDR1 mRNA进行原位成像；三是打开封堵的孔并释放Dox，产生细胞毒性。qRT-PCR和Western blot结果显示，与MSN-AD-MBs共孵育后，HepG2/ADR和MCF-7/ADR细胞中MDR1 mRNA和P-gp的表达均有所下降。荧光成像实验实现了MB和MDR1 mRNA的细胞内杂交事件的可视化和MDR1 mRNA表达水平的监测。通过细胞毒性试验考察了纳米载体的抑制耐药癌细胞的能力。与游离Dox相比，Dox@MSN-AD-MBs对HepG2/ADR细胞和MCF-7/ADR细胞显示出更高的抑制效能。本发明为开发多功能纳米载体提供了新的思路，抑制癌细胞耐药性中具有应用潜力，具体提供以下技术方案：