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脑胶质瘤是颅内最常见的恶性原发性肿瘤和死亡率最高的十类肿瘤之一。目前,针对脑胶质瘤的常规治疗方式如手术、放疗、化疗等均难以达到良好的治疗效果。大多数有极好治疗前景的药物由于受血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)限制或缺乏靶向性等因素难以自主浓集于胶质瘤部位,从而无法发挥疗效。因此,脑胶质瘤的治疗仍然是一个全球性的难题。靶向纳米载药系统在肿瘤的治疗中逐渐突显出独特的优势和良好的临床应用前景。本文针对脑胶质瘤早期及中晚期的不同生理特性,设计了以下两种药物靶向递送及治疗策略。1、脑胶质瘤早期,BBB保持完整,药物需通过跨BBB主动靶向才能到达胶质瘤部位。选用对BBB及胶质瘤细胞的高亲和性多肽作为靶向头基,有望实现BBB-胶质瘤双重靶向效果。鉴于胶质瘤呈蟹爪样浸润生长,与正常的脑组织无明显边界的特点,有必要选用能特异性识别胶质瘤细胞的药物,在不损伤正常脑细胞的基础上有效杀伤胶质瘤细胞。2、在脑胶质瘤中晚期,BBB受到破坏；此时的脑胶质瘤与一般肿瘤一样,具有EPR效应和肿瘤微环境。药物可以通过EPR效应被动靶向直接蓄积于胶质瘤部位。在此基础上,采用具有高效介导药物跨膜入胞能力的细胞穿膜肽(cell-penetrating peptide, CPP)作为靶向头基能进一步促进药物进入胶质瘤细胞。鉴于脑胶质瘤的发展是一个多因素、多环节、多阶段的过程,有必要通过多靶点多方位对其进行治疗。基于以上两种策略,本文通过药剂学、高分子材料学、病理学及分子生物学等学科的交叉应用,分别构建了两种多肽介导的具有靶向治疗脑胶质瘤功能的纳米载药系统。系统一：Angiopep介导的双靶向载基因纳米粒以树枝状阳离子高分子聚酰胺-胺(PAMAM)作为基础载体,通过亲水性高分子聚合物聚乙二醇(PEG)连接BBB-胶质瘤双重靶向多肽Angiopep,构建成纳米载体PAMAM-PEG-Angiopep;与编码TRIAL蛋白的pORF-TRAIL质粒复合形成双靶向载基因纳米粒PAMAM-PEG-Angiopep/pORF-TRAIL.其中,所表达的TRIAL蛋白能够在不损伤正常细胞的基础上特异性诱导胶质瘤细胞凋亡。系统二：dtACPP介导的肿瘤靶向双载药纳米粒以树枝状阳离子高分子聚左旋赖氨酸(DGL)作为基础载体,通过PEG连接肿瘤微环境响应的细胞穿膜肽(dual-triggered Activatable CPP, dtACPP),构建成肿瘤微环境响应的靶向纳米载体dtACPP-PEG-DGL (dtACPPD)。将阿霉素(Doxorubicin, DOX)插入到携载VEGF沉默质粒的shVEGF中形成shVEGF-DOX复合物,然后与dtACPPD复合形成双载药纳米粒,通过多靶点不同机制联合治疗脑胶质瘤。本文第一章成功构建了Angiopep修饰的双靶向载基因纳米粒,PAMAM-PEG-Angiopep/pORF-TRAIL,并对其体内外性质进行了相应评价。MTT结果表明,该纳米系统安全性好。共聚焦显微镜考擦纳米粒入胞途径结果表明,该纳米粒能通过内含体/溶酶体途径有效进入胶质瘤细胞以及细胞核。药效学评价结果显示,PAMAM-PEG-Angiopep/pORF-TRAIL能在肿瘤内部有效诱导胶质瘤细胞凋亡,中位存活时间达到了61天,显著优于市售药物蒂清(替莫唑胺胶囊,Temozolomide)的49天及未修饰组PAMAM-PEG/pORF-TRAIL的30天。可能的原因是Angiopep介导载基因纳米粒跨BBB后浓集于胶质瘤部位,随后进入胶质瘤细胞表达TRAIL蛋白从而发挥治疗效果,显示出Angiopep的BBB-胶质瘤双重靶向作用及TRAIL对胶质瘤细胞的选择性杀伤作用。以上结果表明PAMAM-PEG-Angiopep/pORF-TRAIL是一种能够有效治疗脑胶质瘤的BBB-胶质瘤双重靶向纳米载药系统。第二章第一节成功构建了肿瘤微环境响应的细胞穿膜肽dtACPP及相应纳米载体dtACPPD,并对其体内外性质进行了评价。SDS-PAGE结果表明,dtACPP及dtACPPD在模拟肿瘤微环境中都能很好地去屏蔽化从而暴露CPP。不同细胞系上的实验结果一致表明,dtACPP修饰的纳米载体在模拟肿瘤微环境中的细胞摄取效率接近于CPP修饰组。体内分布结果表明,dtACPP修饰的纳米载体在不同荷瘤鼠模型上都具有良好的肿瘤靶向能力。第二节成功构建了dtACPP修饰的肿瘤靶向纳米粒dtACPPD/DNA,并对其体内外性质进行了评价。不同细胞系上的实验结果一致表明,dtACPP修饰的肿瘤靶向纳米粒在模拟肿瘤微环境中的细胞摄取效率接近于CPP修饰组。体内分布结果表明,dtACPP修饰的肿瘤靶向纳米粒在不同荷瘤鼠模型上都具有良好的肿瘤靶向能力；冰冻切片结果进一步显示,dtACPP的修饰不仅能促进纳米粒在肿瘤部位的蓄积,还能进一步促进其细胞内化并进入细胞核从而进行高效的基因转染。第三章成功构建了dtACPP修饰的肿瘤靶向双载药纳米粒dtACPPD/shVEGF-DOX,并对其体内外性质进行了评价。研究结果表明,shVEGF在dtACPPD的携载下能够有效下调脑胶质瘤组织中内源性VEGF的水平,从而抑制肿瘤血管生成,间接诱导肿瘤细胞凋亡。联合DOX后能够进一步增加胶质瘤细胞的凋亡程度。dtACPPD/shVEGF-DOX联合治疗组的中位存活时间长达58.5天,而单给药治疗组dtACPPD/shVEGF和dtACPPD/pControl-DOX分别为38天和35天,这说明双载药纳米粒能够显著减缓延长脑胶质瘤模型鼠存活时间。与此同时,联合治疗组的体重下降速率最为缓慢。以上结果表明,dtACPPD/shVEGF-DOX能通过同时抑制肿瘤血管生成及直接杀伤肿瘤细胞有效治疗脑胶质瘤。