本技术公开了一种新型纳米药物及其制备方法和应用,在外泌体纳米平台上实现siRNA和3BP的共递送,从而产生一种新的纳米药物Exo@siRNA/3BP‑CTX(ERBC)工程外泌体。表面修饰的西妥昔单抗(CTX)靶向肿瘤,在成像分析中表现出高靶向性和低毒性。CCK‑8、蛋白质印迹和免疫荧光检测用于检测肿瘤杀伤作用以及协同作用。ERBC在透射电子显微镜(TEM)和分子水平上发现促进KRAS突变肿瘤中的促死亡自噬的发生。
背景技术
KRAS基因是MAPK通路中最常见的突变,占所有人类癌症的30%。在高达52%的癌症(CRC)病例中,临床实践中常规对KRAS突变进行检测。这些突变与对化疗的敏感性低和对靶向EGFR抑制剂(西妥昔单抗)的治疗的耐药性有关,通常会预后不良。此外,野生型KRAS患者在抗EGFR治疗期间,可能会出现随后的突变,从而对EGFR抑制剂产生耐药性,导致治疗失败。目前没有药物能有效治疗KRAS突变。
肿瘤维持增殖信号的能力取决于KRAS等驱动癌基因的持续激活。小干扰RNA(siRNA)可以识别特定的信使RNA(mRNA)序列进行沉默,是治疗耐药肿瘤和难治性突变癌基因的潜在治疗方式。针对突变特异性KRAS siRNA或广谱KRAS siRNA已被证明可以特异性抑制依赖KRAS突变生存的肿瘤,相关毒性最小。然而,裸siRNA在体内容易被核酸酶降解,并有引发脱靶效应的风险。因此,对基于siRNA的先进疗法的探索仍在继续,重点是提高稳定性和靶向疗效。
癌基因的活性与异常的肿瘤代谢和肿瘤微环境改变密切相关。值得注意的是,即使在有氧条件下,肿瘤细胞也更倾向于糖酵解而非氧化磷酸化作为能量供应的代谢方式,这种异常现象被称为“Warburg effect”。糖酵解过程中产生的大量中间代谢产物为癌症细胞的剧烈增殖提供了原料。因此,靶向糖酵解已成为癌症治疗的一种创新方法。致癌的KRAS基因已被证明可以通过上调葡萄糖转运蛋白-1(GLUT1)来介导代谢重组,这增强了葡萄糖摄取和糖酵解代谢,使细胞能够在低葡萄糖条件下存活。3BP一种小分子丙酮酸盐模拟物和抗癌烷化剂,据报道也是一种生物相容性抗肿瘤剂,将阻断线粒体呼吸链,3BP对多种代谢相互作用具有显著的抑制作用,尤其是对肿瘤细胞中过表达的己糖激酶II型(HK-II)介导的过度糖酵解具有显著的抑制作用,这将导致三磷酸腺苷(ATP)产生的崩溃,这种扰动导致耗氧量降低,并恢复对抗缺氧的氧水平。由于增强的渗透性和保留(EPR)效应,3BP的小分子尺寸难以保留在肿瘤组织中,这一现象限制了3BP在抗肿瘤治疗中的应用。
外泌体(Exo)是直径为30~200nm的纳米级脂质双层膜囊泡,几乎所有细胞类型都会分泌。它们含有许多蛋白质、编码和非编码RNA在细胞间通讯和运输中起重要作用的脂质。作为载体,外泌体具有低免疫原性、生物相容性、无毒性、强载物能力和货物保护等特点。使用外泌体作为运输siRNA的载体可以保护siRNA的稳定性,并为同时携带3BP提供足够的空间。然而,同源靶向肿瘤的肿瘤衍生外泌体可能不是最佳选择。越来越多的证据表明,核酸(RNA/DNA)和蛋白质可以促进肿瘤的发展和转移。选择性膜修饰可以克服天然外泌体靶向能力低的缺点。EGFR是驱动细胞增殖、分化和存活的关键因素之一,在大多数结直肠癌中过表达,是使用EGFR抑制剂作为靶向修饰的(西妥昔单抗,CTX)的理论基础。CTX可以被修饰为外泌体膜上的靶向抗体,抗体介导的内吞作用用于卸载药物以获得治疗效果。
实现思路