前列腺癌在全球男性中是一种常见重大的临床问题,在西方发达国家,癌症发病率第一,死亡率第二。在我国,随着人口老龄化和饮食结构的改变,前列腺癌的发病率逐年递增,已经是严重危害我国中老年男性健康的常见恶性肿瘤。经雄激素剥夺治疗(ADT)后前列腺癌不可避免会进展为去势抵抗性前列腺癌(CRPC),其主要机制是雄激素信号通路直接或间接被再次激活。醛-酮还原酶3(AKR1C3)位于雄激素合成通路的终末端,是肿瘤细胞内合成睾酮和双氢睾酮最后两个步骤的关键酶。因此,AKR1C3是ADT后肿瘤细胞自身获得雄激素合成能力的关键酶,是再次激活雄激素信号通路促进前列腺癌进展为CRPC关键因素。将AKR1C3作为防治CRPC的靶标,通过下调AKR1C3的表达,减少前列腺癌细胞内自身雄激素的合成,是预防和治疗CRPC的新策略。近年研究出多种AKR1C3抑制剂,已经取得一定进展,但因组织选择性低、抑制作用特异性差和毒性大等缺点,而使其临床应用前景不容乐观。因此,研发肿瘤组织特异性的AKR1C3抑制剂成为亟需解决的问题。RNA干涉技术和靶向纳米输送系统的发展为上述问题的解答提供了可能。目的:制备靶向纳米输送系统与RNA干涉技术相结合的核酸纳米粒子,具有前列腺癌细胞靶向性,并抑制AKR1C3蛋白而下调细胞增殖。对核酸纳米粒子的特性进行表征,并在细胞水平评价该核酸纳米粒子的稳定性、靶向性与有效性,以及核酸纳米粒子有效性的作用机制做初步探索。方法与结果:⑴实验以PAMAM和PEG构成正电子性聚合物纳米材料载体,表面连接PSMA-aptamer使其具有前列腺癌细胞靶向性,成功合成靶向性核酸纳米载体,通过结合有效下调蛋白量的AKR1C3-si RNA,成功构建前列腺癌细胞靶向性抑制AKR1C3蛋白的核酸纳米粒子(PAMMA-PEG-PSMA-aptamer/AKR1C3-si RNA),并对其进行表征。通过体外细胞毒性实验(SRB)筛选纳米材料载体组分的适宜比例,通过琼脂糖凝胶电泳实验,探索核酸纳米粒子载体与si RNA静电结合比例,以PAMAM-PEG-PSMA-aptamer=1:1.5:0.5,N/P=40合成靶向核酸纳米粒子。通过核磁共振氢谱鉴定核酸纳米粒子成分,合成后,材料PAMAM和PEG特征峰存在,且有MAL基团峰,可与PSMA-aptamer结合。透射电镜观察核酸纳米粒子形貌基本为圆形。测定粒径和电位检测核酸纳米粒子特性,电位随着合成的增加而变小,趋近于0m V;粒径在PAMAM结合PEG后增加,但在合成PSMAaptamer和载si RNA后出现紧缩状态,粒径逐渐减小至453.9nm左右。⑵基于成功合成的前列腺癌靶向性核酸纳米粒子(PAMMA-PEG-PSMAaptamer/AKR1C3-si RNA),于细胞水平检测其靶向性和有效性,结果表明,核酸纳米粒子靶向PSMA阳性前列腺癌细胞,且具有时间和浓度依赖性,当浓度不变时,胞吞4h比1h入细胞的药物更多,在相同胞吞时间内,随着浓度增加,胞吞入细胞的药物量逐渐增加。模拟去势抵抗性前列腺癌环境,构建去势环境下的高表达AKR1C3的LNCa P细胞。SRB法检测细胞增殖,转染AKR1C3质粒后,提高LNCa P细胞增殖率为26.58±13.41%,在核酸纳米粒子作用下,抑制细胞增殖,LNCa P细胞增殖抑制率为22.31±7.64%,22RV1细胞增殖抑制率为4.47±2.3%。Ed U流式实验检测细胞增殖,转染AKR1C3质粒后,提高LNCa P细胞增殖率为83.52±11.38%,在核酸纳米粒子作用下,抑制细胞增殖,LNCa P细胞增殖抑制率为36.49±1.07%,22RV1细胞增殖抑制率为52.07±13.84%。核酸纳米粒子在抑制细胞增殖时,显著下调AKR1C3蛋白和cyclin D1蛋白,LNCa P细胞内分别下降71.44%和54.56%,22RV1细胞内分别下降22.24%和31.84%,所以,可见核酸纳米粒子通过下调AKR1C3蛋白有效抑制前列腺癌细胞的增殖。结论:采用纳米医学和RNA干涉技术相结合,成功构建以AKR1C3为治疗靶标,前列腺癌靶向特异性si RNA干涉体系(PAMMA-PEG-PSMA-aptamer/AKR1C3-si RNA),并于细胞水平验证其安全性,其有效抑制去势抵抗性前列腺癌细胞的增殖。本研究将为AKR1C3-si RNA的创新应用及CRPC的治疗提供理论基础和实验依据。