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Polo样激酶1(polo-likekinase 1,PLK1)是广泛存在于癌细胞中的有丝分裂关键蛋白,而正常细胞的有丝分裂则对PLK1没有依赖性。因此,通过设计PLK1特异性的siRNA(siPLK1)可将癌细胞阻滞于有丝分裂期,并最终诱导癌细胞进入凋亡程序,且该过程不会对正常细胞产生毒性。载siPLK1脂质体(TKM-080301)用于多种晚期实体瘤的治疗研究已进入临床研究阶段。然而,目前临床试验中广泛用于siRNA递送的阳离子聚合物或脂质纳米粒子存在的稳定性差、毒性大和容易引起免疫刺激等缺点,以及血脑屏障(blood brain barrier,BBB)的存在,RNA干扰(RNA interfering,RNAi)疗法用于胶质母细胞瘤的治疗还有许多亟待解决的关键科学问题。为此,本论文设计制备了脑靶向、双硫交联、生物可降解的具有不对称膜结构的聚合物囊泡体系高效包载siPLK1,以实现对原位胶质母细胞瘤的靶向基因治疗效果。论文第一章对胶质母细胞瘤的临床治疗现状、RNAi疗法的发展、siRNA载体及脑靶向策略进行了综述,并提出了本文的设计思路和研究意义。第二章,我们设计合成了两亲性三嵌段共聚物聚乙二醇-聚(三亚甲基碳酸酯-二硫戊环三亚甲基碳酸酯)-聚乙烯亚胺(PEG-P(TMC-DTC)-PEI)和angiopep-2(ANG)功能化聚合物ANG-PEG-P(TMC-DTC),在自组装及DTC自交联的同时装载siPLK1,得到新型生物可降解、还原响应、不对称交联的脑靶向聚合物囊泡ANG-CP-siPLK1,用于原位胶质母细胞瘤靶向基因治疗。由于PEI和siPLK1的强静电作用,ANG-CP-siPLK1的包载效率高达94.5%。并且,通过含双硫戊环结构的DTC自交联作用将siPLK1紧密包裹于囊泡内水相,并将siPLK1的血液循环时间延长12倍。由于LRP-1在BBB和肿瘤细胞表面均高表达,ANG-CP-siPLK1在LRP-1的介导下对原位胶质母细胞瘤的靶向有“一石二鸟”之效。ANG-CP-siPLK1进入U-87 MG细胞后,可快速(约4 h)从内涵体逃离,并在细胞内还原环境下快速解交联释放siPLK1,最终实现对目标基因的沉默效果。实时定量PCR和蛋白印迹实验显示,ANG-CP-siPLK1可在细胞水平上干扰76%PLK1 mRNA和89%PLK1癌蛋白的表达。活体荧光成像结果进一步表面,ANG-CP-siGL3可干扰荧光素酶报告基因83%的生物发光强度。在活体抗肿瘤实验中,ANG-CP-siPLK1可显著抑制U-87 MG原位胶质母细胞瘤的生长速度,从而顺利将荷瘤动物的生存期延长1倍,且治疗方案未引起任何明显的毒副作用。为进一步提升载siRNA聚合物囊泡对原位胶质母细胞瘤的靶向效果,论文第三章将载脂蛋白E中对多种低密度脂蛋白受体超家族成员(包括LRP-1,LRP-2和LDLR等)有靶向作用的关键序列挑选出来并进行串联二聚体化(序列简称为ApoE),用作聚合物囊泡的靶向配体。此外,将生物来源的小分子精胺作为聚合物的短亲水段,我们得到了靶向性更好且生物安全性更高的ApoE-CP-siPLK1,可在极低N/P(0.38)条件下实现对siPLK1的高效装载(包封率为81%),且此时的聚合物囊泡具有更小的粒径和粒径分布(44 nm±0.13)。ApoE-CP-siPLK1可将U-87 MG-Luc细胞中的目标基因PLK1 mRNA表达水平显著降低(86%),并在活体抗肿瘤实验中成功将荷原位胶质母细胞瘤小鼠的生存期由21天延长至46天。论文第四章对全文工作进行了简单总结,并对下一步的研究工作进行展望。