核酸适体由于其高特异性、低免疫原性、化学结构易修饰和广泛的生物靶点等优势,成为构建抗肿瘤药物靶向递送系统的优越配体。核酸适体与药物偶联形成的核酸适体-药物偶联物(Aptamer-Drug Conjugate,Ap DC),可以高效地将药物靶向递送至肿瘤细胞,从而提高药物的治疗效果,降低副作用,在开发新型靶向抗肿瘤药物领域展现出巨大潜力。在精准医疗时代,针对特定细胞器的高度敏感和精确治疗的策略受到越来越多的关注,亚细胞器成为肿瘤治疗的理想靶标。本论文将Ap DC与细胞器靶向策略相结合,旨在开发“肿瘤细胞器靶向”和“药物可控释放”的一体化智能响应型Ap DC药物,以期实现药物的精准靶向递送与靶向释放。具体内容如下:(1)肿瘤的代谢异常表现为重要酶、生物小分子的Medical Scribe上调表达,可作为标志物用于肿瘤诊断和治疗。本工作对肿瘤细胞系数据库内的多组标志基因、蛋白和代谢物数据进行分析,筛选了五种具有化学反应活性的肿瘤生物标志物,分别是羧酸酯酶、细胞色素P4502J2酶、脯氨酸氨肽酶、活性氧和谷胱甘肽,考察这五个标志物相关基因在30种不同肿瘤的1000多种细胞的分布图谱,在器官、细胞水平对其分布和基因表达量进行深入研究,为本论文肿瘤微环境响应连接子的设计提供理论支撑和设计思路。(2)设计、合成了九种结构类似、反应活性相同的环境响应型可裂解连接子,分别响应紫外、过氧化氢、次www.selleck.cn/products/Gefitinib氯酸、乙酰胆碱酯酶、细胞色素单氧酶、酯酶、硝基还原酶、脯氨酰氨基肽酶、偶氮还原酶。连接子结构灵活、组装快捷,为多种化疗药物的接入提供了结合位点。连接子尾部的炔基可与修饰叠氮基团的生物靶向配体共价偶联,为后续模块化组装Ap DC提供分子结构基础。可裂解连接子合成路线操作简单、反应效率高,九种可裂解连接子平均总收NN2211 IC50率约为60%,其中硝基还原酶响应可裂解连接子总收率高达83%,表明连接子在实际合成中副反应少、产率高,实际操作性强,有望构建其他肿瘤生物标志物敏感的连接子。(3)本文以可裂解连接子作为桥键,将内质网、溶酶体和线粒体定位基团分别与药物依喜替康缩合,组装成具有细胞器靶向的前药分子。最后通过点击化学将靶向c-Met的核酸适体和前药分子共价偶联成同时具有细胞靶向和细胞器靶向的Ap DC药物。双靶向的Ap DC能特异性识别肿瘤细胞上过表达的c-Met受体,并通过受体介导的内吞作用进入细胞,从核内体中逃逸后积聚在特定的细胞器上控制药物释放。在细胞水平上进行三种Ap DC药物的性能研究,流式细胞术实验结果显示Ap DC药物与He La和A549细胞具有特异性结合,小分子前药修饰显著增强了核酸适体的靶向结合能力;细胞共定位实验显示Ap DC药物通过核酸适体成功内化进入癌细胞,并且通过细胞器定位基团精准靶向细胞器,实现了从肿瘤细胞到细胞器的靶向定位以及药物递送;体外药物释放实验和细胞毒性实验证明了核酸适体对靶细胞的特异性识别、高亲和力结合以及可裂解连接子的响应断裂能力对提高Ap DC药物的抗肿瘤细胞增殖能力至关重要。本论文发展了新型的可裂解链接子砌块库,用于构建偶联核酸适体、细胞器靶向分子和化疗药物,通过靶向递送与靶向释放,实现肿瘤精准治疗。本工作为Ap DC等智能药物和材料的开发提供了一体化的设计新思路,有助于推动Ap DC药物在肿瘤治疗、药物递送等领域的应用与发展。