脑胶质瘤是颅内最常见的恶性原发性肿瘤。其生长特点为浸润性生长,与正常脑组织无明显界限,而且脑胶质瘤的发生早期存在血脑屏障(BBB)。目前临床上对于胶质瘤的治疗普遍为手术治疗、放疗、化疗。但手术治疗和放疗均存在一定的缺陷。化疗是临床上治疗脑胶质瘤最常规的方法,然而化疗药物的毒副作用成为其提高疗效的主要障碍。近年来,基因治疗由于其低毒性和高选择性而备受关注。但是肿瘤是一个多因素、多环节、多阶段的复杂疾病,单纯用基因治疗也难以达到有效治疗肿瘤的目的。面对脑胶质瘤的生长特点和目前不容乐观的治疗手段,亟待寻找新的策略来构建有效地给药系统治疗脑胶质。要想实现脑胶质瘤的有效治疗,必须经过以下步骤：首先给药系统须穿越BBB,进一步富集于脑胶质瘤,然后释放药物进入靶部位,从而诱导肿瘤细胞发生凋亡。因此可有效治疗脑胶质瘤的给药系统须具备以下特性：脑靶向,胶质瘤靶向,药物有效释放及多靶点多方位诱导肿瘤细胞凋亡。本课题通过药剂学、高分子材料学、药理学、分子生物学等手段的交叉应用,首先以阳离子高分子聚左旋赖氨酸(DGL)为基础载体,以谷氨酸作为linker,通过pH敏感的腙键连接载体与化疗药物阿霉素(DOX),然后通过亲水性高分子聚乙二醇(PEG)在载体DGL表面修饰靶向多肽T7,最后与基因药物pORF-hTRAIL进一步复合,形成T7修饰的脑胶质瘤靶向共输送纳米递释系统。该纳米递释系统具有以下特征：(1)脑胶质瘤靶向性。T7肽可以特异性地与脑毛细血管内皮细胞和胶质瘤细胞结合,能够协助纳米递释系统穿越血脑屏障后进一步向胶质瘤细胞浓集；(2)药物释放呈pH敏感性。pH敏感键的设计使靶向性共输送纳米递释系统到达肿瘤部位后,在肿瘤的酸性环境下有效地释放出药物；(3)基因与化疗药物联合治疗。化疗药物DOX与基因药物pORF-hTRAIL作用于不同的靶点,在凋亡机制上相互促进,从而实现多靶点治疗。本文第一章对脑胶质瘤的生理特点及治疗手段进行了概述。脑胶质瘤作为颅内最常见且最难治愈的疾病,其生长特点主要表现为浸润性生长。目前脑胶质瘤常用的治疗手段包括手术切除、放疗和化疗,手术和放疗各自存在缺点且疗效不佳,化疗目前临床上最常用的治疗手段,肿瘤细胞的耐药性和化疗药物的毒副作用成为其提高疗效的主要障碍。基因治疗是极具潜力的新型治疗手段,但是单纯用基因治疗也难以达到有效治疗肿瘤的目的。因此,为了使药物最大程度向瘤体富集,将全身毒副作用降到最低,并实现对脑胶质瘤的多靶点治疗,本章介绍联合治疗和靶向治疗在构建脑胶质瘤给药系统中所体现的优势。本文第二章中成功合成了T7修饰的DOX单载药递释系统(DGDPT),并表征了其体外性质。DGDPT中各组分的摩尔比DGL:Glu:DOX:PEG:T7为1：2:2:2:1。DGDPT中DOX的体外释放呈pH敏感性。考察DGDPT对U87细胞活性的抑制效果发现,T7的修饰能够增加单载药递释系统的体外抑瘤活性,而且生理浓度的Tf的加入可使T7修饰的单载药递释系统的体外抑瘤活性增强。本文第三章的主要内容是T7修饰的共输送纳米递释系统(DGDPT/pORF-hTRAIL)的构建及体外评价。DGL与pORF-hTRAIL的质量比为3：1时,DGDPT/pORF-hTRAIL纳米粒的粒径约173nm, zeta电位约为3.2mV,纳米粒粒径分布均匀,外观圆整,呈类球形。共输送纳米递释系统DGDPT/pORF-hTRAIL的体外释放行为与单载药递释系统DGDPT的体外释放行为没有显著性差异,DOX的释放呈pH敏感性。以U87细胞为脑胶质瘤细胞模型,DGDP/pORF-hTRAIL和DGDPT/pORF-hTRAIL的细胞摄取呈温度依赖性。T7修饰后能增加肿瘤细胞对纳米粒的摄取和转染,生理浓度Tf的存在会进一步增加细胞对DGDPT/pORF-hTRAIL的摄取和转染效率。TUNEL检测结果显示,DGDPT/pORF-hTRAIL对U87细胞的凋亡效果优于DGPT/pORF-hTRAIL和包载报告基因的DGDPT/pGL-3,而且Tf的加入增强了靶向性纳米递释系统的体外凋亡效果。MTT结果显示,以阿霉素的浓度计算,DGDPT/pORF-hTRAIL的IC50(0.11μM, DOX)明显低于DGDPT/pGL-3的IC50(1.22μM, DOX);以pORF-hTRAIL的浓度计算,DGDPT/pORF-hTRAIL的IC50(0.39μg/μl, pORF-hTRAIL)明显低于DGPT/pORF-hTRAIL的IC50(9.89μg/μl, pORF-hTRAIL).同时,细胞抑制30%、50%和70%时,联合指数(CI)分别为0.11、0.13、0.20,均小于1,说明T7修饰的共输送纳米递释系统联合DOX与pORF-hTRAIL治疗脑胶质瘤具有协同作用。本文第四章主要考察DGDPT/pORF-hTRAIL靶向性共输送纳米递释系统在荷脑胶质瘤裸鼠模型上的体内分布,并对该系统治疗脑胶质瘤进行药效学评价。活体成像结果显示,从1h到4h, DGDPT/pORF-hTRAIL不断地蓄积于脑胶质瘤部位,而未修饰T7的DGDP/pORF-hTRAIL则主要蓄积在正常组织,并随着时间的延长不断清除。药效学评价结果显示,DGDPT/pORF-hTRAIL纳米粒能够有效诱导荷瘤小鼠脑胶质瘤的广泛凋亡,而DGDP/pORF-hTRAIL、DGDPT/pGL-3、 DGPT/pORF-hTRAIL和高剂量游离DOX组在肿瘤部位仅有少量细胞凋亡。对各实验组给药后的体重变化考察显示,在给药期间,即第12到第18天,游离阿霉素组裸鼠体重明显降低,停止给药后,体重稍有回升。DGDPT/pORF-hTRAIL直到50天也没有出现明显的体重下降,而其他实验组裸鼠体重在20天后均出现较为明显的下降。DGDPT/pORF-hTRAIL组裸鼠的体重在第30天后显著性高于其他各实验组。荷瘤裸鼠存活结果显示,DGDPT/pORF-hTRAIL能有效延长荷瘤裸鼠的存活时间,其中位生存期为57天,远远高于其他实验组。以上结果说明DGDPT/pORF-hTRAIL联合化疗药物DOX和基因药物pORF-hTRAIL治疗脑胶质瘤,在减小DOX给药剂量、降低毒副作用的同时,能够在显著提高脑胶质瘤的治疗效果。