新型仿生纳米多肽递送载体联合肿瘤特异性FZD7启动子用于肝细胞癌基因治疗的实验研究

Treatment of hepatocellular carcinoma (HCC) remains a medical challenge worldwide. With the advancement in gene therapy technology, new gene therapy strategies are expected to become the "antidote" for HCC, the second leading cancer killer. It will be very important for the realization of the clinical application of HCC gene therapy to improve the expression specificity and stability of therapeutic gene and to enhance the targeted delivery efficiency of gene therapy vector. In the previous study, we obtained a new tumor-specific promoter FZD7 and a new liver targeting peptide CSR2a through systematic analysis and verification. In this proposal, the gene therapy vectors driven by FZD7 promotor will be constructed to attain a high efficient expression of therapeutic gene in HCC. Moreover, the novel biomimetic self-assembling nanopeptides will be designed based on the CSR2a peptide to achieve targeted delivery of HCC gene therapy vector. Subsequently, the nanopeptide based targeted gene therapy system will be assembled in vitro for further evaluation and validation of the anti-tumor effect on HCC. Overall, this project will provide new insights into screening novel candidate molecules of HCC for targeted gene therapy as well as exploring new tumor-specific promoters. Our work will also constitute new theoretical and experimental basis for the design, construction and evaluation of HCC gene therapy systems.

肝细胞癌治疗仍然是一个世界性的医学难题，随着基因治疗技术的成熟，新的基因治疗策略有望成为这个癌症"二号杀手"的"克星"，而提高治疗基因的"表达特异性、稳定性"和增强基因载体的"靶向递送效率"对实现其临床应用将具有非常重要的研究价值。前期研究，我们通过系统分析、验证获得一个新的肿瘤特异性FZD7启动子，同时筛选得到新的肝靶向肽段CSR2a。本研究将构建FZD7启动子调控的基因治疗载体，实现治疗基因在肝癌组织的特异性高效表达；同时设计基于CSR2a的具有自组装功能的新型仿生纳米多肽递送载体，实现基因载体的肝靶向高效递送；进一步通过体外组装形成纳米靶向基因治疗载体系统，评价其体内、外抗肝癌效果。课题实施将为筛选新的基因治疗靶向配体分子和探索新的肿瘤特异性启动子提供新的思路，为肝癌基因治疗系统的设计、构建以及评价提供理论和实验依据。

肝细胞癌是一个全球公共健康难题，常规治疗策略的效果不尽如人意，基因治疗为肝癌尤其是进展期肝癌的治疗带来了一线曙光。然而目前所进行的针对各种肿瘤的基因治疗大多效果不佳，主要原因在于治疗基因缺乏表达特异性、同时基因治疗载体面临安全性、高效性和可操作性等问题。因此，寻找肿瘤特异的启动子或转录调控元件，设计更具靶向性、安全性以及高效性的基因治疗载体系统，从而使治疗基因能够高效、持续、稳定和特异表达，对实现肿瘤基因治疗的临床应用将具有重要的科学意义。.本课题我们设计并构建了新的肿瘤特异性FZD7启动子调控毒素基因的表达载体，同时以来源于疟原虫环子孢子蛋白的CSR2a小肽作为特异的肝靶向配体设计并构建靶向仿生多肽递送载体，通过体外组装形成纳米粒径的肝癌基因治疗载体系统，进一步通过细胞学实验以及肝癌动物模型验证该系统的体内、外抗肝癌效果。结果表明，靶向仿生载体能与基因治疗载体自组装成稳定的纳米颗粒（水合粒径120nm左右），强大的递送功能能使基因治疗载体突破肝癌细胞的内、外生理障碍定位至细胞核，提高了基因治疗载体的转染效率，达到50%左右；同时，肿瘤组织特异的FZD7启动子高效的转录调控功能实现了治疗基因在肝癌细胞中的高效及特异表达，肝癌细胞和正常肝细胞的表达率分别为37%和0，且显著降低了肝癌移植瘤裸鼠的肿瘤负担，提高了裸鼠的存活率，60天存活率达到80%。.本课题的实施为筛选新的基因治疗靶向配体分子和探索新的高活性的肿瘤特异的启动子提供新的思路，为肝癌和其它疾病基因治疗系统的设计、构建以及评价提供理论及实验依据。靶向仿生载体强大的递送功能将使基因治疗载体能够突破肝癌细胞的内、外生理障碍定位至细胞核，提高基因治疗载体的转染效率；同时，肿瘤组织特异的FZD7启动子高效的转录调控功能将可能实现治疗基因在肝癌细胞中的高效及特异表达。

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