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目的:探讨壳聚糖(chitosan,CS)作为转化生长因子β1 (transforming growth factor-β,TGF-β1)的药物载体在结直肠癌(colorectal cancer, CRC)肝转移中的作用及其机制的研究。方法:(1)用不同序列的TGF-β1-siRNA处理小鼠结直肠癌细胞株CT26, Western blot筛选沉默效果最佳的TGF-β1-siRNA序列,用作后续研究。(2)将三聚磷酸钠(tripolyphosphate, TPP)与CS通过离子凝胶法交联成空白纳米粒,探讨配制成分的改变对其理化性质的影响。(3)将TGF-β1-siRNA与CS/TPP结合,配制成一定粒径的纳米粒悬液,尾静脉注射入小鼠体内,验证其肝靶向性及探讨TPP对CS的修饰作用对肝靶向性的影响,以筛选出最佳的肝靶向性纳米粒的配制条件。(4)用不同PH值的冰醋酸溶液溶解CS,配置CS/TPP/siRNA纳米粒悬液,探讨不同PH值对siRNA包裹率的影响;将上述CS/TPP/siRNA悬液再次溶解在不同PH值的醋酸溶液中,探讨PH值的改变对siRNA释放率的影响。(5)将上述筛选的肝靶向性好、释放率高的CS/TPP/siRNA纳米粒悬液经尾静脉注射进CRC肝转移模型小鼠体内,探讨其对CRC肝转移的影响及作用机制。(6)将TGF-β1siRNA体外瞬转到CT26细胞株内,分析CT26细胞株中TGF-β1相关miRNAs的表达图谱,基因芯片筛选出上调倍数>2倍的miRNAs,采用qRT-PCR法验证TGF-β1沉默的细胞株中和注射CS/TPP/TGF-β1siRNA纳米粒的肝转移组织标本中最有效的差异性miRNA (miR-493-5p)。(7)将筛选出的miRNA (miR-493-5p)的成熟体(mimics, M)体外瞬转到CT26细胞中,采用qRT-PCR法检测miR-493-5p的表达;采用MTT法检测转染后CT26细胞的体外增殖情况;用Transwell迁移实验检测转后细胞的体外迁移能力的改变。(8)将CT26细胞皮下接种到裸鼠用于体内实验,瘤内注射CS/TPP/M的纳米粒悬液,通过对皮下成瘤的体积统计初步估计miR-493-5p对致瘤性的影响。(9)生物信息技术预测miR-493-5p的靶基因,western blot对其进行筛选和验证。结果:(1) Western blot结果显示TGF-β1-mus-1998 siRNAE CT26细胞中的基因沉默效果最好。(2)马尔文激光粒度仪结果显示,CS/TPP纳米粒的粒径和Zeta电位主要随着CS浓度的改变而改变。(3)250nm粒径的CS/TPP纳米粒有良好的肝脏靶向性,并且TPP修饰后,能够增加纳米粒的这一性能。(4)PH敏感性实验结果显示,在PH6.8这一接近肿瘤弱酸微环境的PH值下,纳米粒的释放率最高。(5)肝转移模型小鼠在接受CS/TPP/siRNA尾静脉注射后,比单纯的CS/TPP和siRNA组注射肿瘤抑制效果更好。(6) miRNA芯片结果显示,TGF-β1-siRNA处理的CT26细胞株中6个miRNA (miR-10a-3p, miRNA-871-3p, miR-678, miR-493-5p*, miR-M1-7-3p和miR-1983)过表达,其中miR-493-5p和miR-1983经qRT-PCR检测TGF-β1沉默的细胞株和组织后得到验证。(7) qRT-PCR结果显示,M显著增加了miR-493-5p的表达;MTT结果显示,经M转染的CT26细胞体外增殖能力下降;Transwell结果显示经M转染后CT26细胞的体外迁移能力下降。(8)经CS/TPP/M瘤内注射后的体内实验结果显示,M组的肿瘤体积减小。(9)经预测,miR-493-5p的候选靶基因有四个,分别为SPRK2(Serine/arginine protein-specific kinase 2)、Pumilio2(pumilio RNA-binding family member 2)、FUBP1(far upstream element binding protein 1)和 Pescadillo1。经验证,Srpk2和Pumilio2是miR-493-5p的有效靶基因。结论:(1)通过对CS浓度的改变能配制出不同粒径和Zeta电位的纳米粒,其中250nm的经过TPP修饰后的纳米粒具有更好的肝脏靶向性。(2)在PH接近肿瘤微环境PH值的溶液中,纳米粒的释放率显著增加,说明了其潜在的肿瘤靶向性。(3)CRC肝转移模型的成瘤结果显示,CS/TPP/TGF-β1siRNA纳米粒系统能够抑制CT26细胞的体内成瘤能力。(4)miRNA芯片和qRT-PCR成功筛选出TGF-β1相关的miR-493-5p作为抑癌基因进行后续研究。(5)在体外,miR-493-5p的M显著增加miR-493-5p的表达,抑制CT26细胞的细胞活性和迁移能力。(6)在体内, CS/TPP/M纳米粒系统能抑制CT26细胞的致瘤性。(7)Srpk2和Pumilio2是miR-493-5p的有效靶基因。