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研究背景及目的：当前,肿瘤的临床化疗药物主要为细胞毒性药物,尽管它们具备较强抗肿瘤活性,然而由于这类化疗药物缺乏抗癌选择性,往往导致严重的毒副作用。所以,实现细胞毒性药物的靶向投递对减少肿瘤化疗的不良反应具有显著的意义。研究表明,成纤维细胞激活蛋白α(FAPα)是由肿瘤相关成纤维细胞特异性高表达的肿瘤间质抗原分子,对肿瘤的发生发展有着重要的促进作用。FAPa具有特异性肽链内切酶活性,能够选择性地水解N-末端封闭的甘氨酰脯氨酸二肽序列,如携带Z-Gly-Pro (Z-GP)二肽的底物。据此,本课题组利用FAPa特异性底物二肽Z-GP对一线肿瘤药物阿霉素(Dox)进行修饰,合成了FAPa激活的前体药物N-苄氧羰基-甘脯酰阿霉素(Z-GP-Dox),以期改善Dox抗肿瘤的靶向性,降低其毒副作用,尤其心脏毒性。前期研究证实,Z-GP-Dox对FAPa阳性的4T1小鼠乳腺癌具有良好的体内抗肿瘤药效,而且其心脏毒性明显改善。基于此,本研究将重点围绕FAPa酶激活式前体药物Z-GP-Dox的靶向抗肿瘤药效作用进行较为系统的研究,从而为基于FAPa的肿瘤靶向药物治疗策略的可行性提供实验依据,亦为后续系统研发以FAPa为靶标的新型抗肿瘤靶向药物提供其靶向活性评价的标准研究模式及技术路线。研究方法：1. Z-GP-Dox靶向释放特性的考察将重组人源FAPa与Z-GP-Dox在37℃共孵育24h,通过HPLC法考察在不同时间点中孵育上清游离的Dox；将Z-GP-Dox分别与4T1肿瘤匀浆(FAPa阳性)、正常组织匀浆及血浆在37℃共孵育12h,采用HPLC法考察Z-GP-Dox在非肿瘤组织中释放Dox的情况。2. Z-GP-Dox酶解前后细胞毒性变化的考察将Z-GP-Dox与Dox分别在0.01～10μM的药物浓度范围内对4T1细胞株处理48h,采用CCK-8法比较两者的细胞毒性;将Z-GP-Dox与FAPa共孵育,取孵育上清液处理4T1细胞株48h,采用CCK-8法分析FAPa酶解作用对Z-GP-Dox细胞毒性的影响。3. Z-GP-Dox早期毒理学评价考察单次静脉给予最大给药剂量25mg/kg的Z-GP-Dox对正常小鼠的急性毒性,同时采用半数致死量法平行考察Dox在8.0～25.3mg/kg剂量范围内单次静脉给药对正常小鼠的急性毒性,并比较两者对各主要脏器的病理学影响。4.Z-GP-Dox靶向分布特性考察建立4T1小鼠乳腺癌移植瘤模型,对模型小鼠(n=5)一次性静脉给予13.77μmol/kg Z-GP-Dox或Dox,分别在给药后1h、4h、12h三个时间点处死小鼠,采集肿瘤和心脏组织,通过HPLC法检测其组织的药物浓度。实验结果：1.酶解实验结果表明,FAPα能特异性催化Z-GP-Dox水解释放Dox,且其酶解效率与酶浓度呈正相关。Z-GP-Dox在FAPa阳性的4T1肿瘤匀浆中可被快速水解并释放Dox,而与之相比,在正常脏器组织中,Z-GP-Dox显示较好的稳定性。2.细胞毒性实验结果表明,Z-GP-Dox对4T1的细胞毒性明显低于Dox,但在FAPα酶解作用下,Z-GP-Dox可恢复其潜在的细胞毒性。3.急性毒性实验结果显示,Dox的半数致死量LD50为13.4mg/kg,而Z-GP-Dox在最大给药剂量25mg/kg下未见小鼠个体死亡。组织病理学检查亦表明,Z-GP-Dox在25mg/kg剂量下对心、肝、脾、肾等脏器的毒性明显低于剂量范围为8.0-14.2mg/kg的Dox,提示经特异性二肽Z-GP修饰后Dox对非靶器官的毒性大大降低。4.药物组织分布研究显示,在给药12h内Z-GP-Dox在荷瘤小鼠心脏的药物蓄积显著低于Dox (p<0.01),且Z-GP-Dox在给药1h、4h、12h时,其肿瘤与心脏的蓄积比率均明显高于Dox。结论：本研究表明,前体药物Z-GP-Dox在FAPa选择性酶解作用下可有效释放Dox,并恢复其母药Dox的细胞毒性；经特异性二肽Z-Gly-Pro修饰的Dox对非靶器官的毒性明显降低,且其组织靶向性在一定程度上得以改善。