新型半乳糖/聚琥珀酰亚胺包覆羟基磷灰石纳米载体用于靶向肝细胞癌的阿霉素递送研究

《International Journal of Pharmaceutics: X》：A novel self-assembled galactose/polysuccinimide-coated hydroxyapatite nanocarriers for targeted hepatic doxorubicin delivery

本研究针对阿霉素(DOX)治疗肝癌时存在严重心脏毒性和神经毒性等问题，开发了一种新型半乳糖修饰的HAP/PSI纳米递送系统(DOX@Gal-DC)。通过Box-Behnken响应面法优化处方，体外释放显示该系统具有pH敏感性，体内分布证实DOX@Gal-DC20(半乳糖与PSI摩尔比1:20)具有最佳肝靶向性，细胞实验表明其可显著抑制Huh-7细胞增殖并诱导凋亡，为肝癌靶向治疗提供了新策略。

　　

肝癌是全球范围内发病率和死亡率均较高的恶性肿瘤，尤其在中国，肝癌死亡人数位居所有癌种第二位。阿霉素(DOX)作为一种广谱抗肿瘤抗生素，虽对肝癌有显著疗效，但其严重的心脏毒性和神经毒性极大限制了临床应用。传统纳米载体多依赖被动靶向，靶向精度有限，而主动靶向系统又面临制备工艺复杂、质量控制困难等产业化难题。因此，开发一种制备简便、靶向性强的纳米递送系统成为当务之急。

针对这一挑战，牡丹江医学院的研究团队在《International Journal of Pharmaceutics: X》上发表了一项创新性研究，他们成功构建了一种新型半乳糖/聚琥珀酰亚胺包覆的羟基磷灰石纳米载体(DOX@Gal-DC)，用于实现阿霉素的肝靶向递送。该研究通过巧妙的材料设计和工艺优化，不仅显著提升了药物的肝靶向效率，还有效降低了心脏分布，为解决DOX的毒副作用问题提供了新思路。

研究人员主要采用以下关键技术方法：首先通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对合成的羟基磷灰石(HAP)、聚琥珀酰亚胺(PSI)及其衍生物进行结构表征；运用Box-Behnken响应面法优化纳米载体的处方工艺；采用体外释放实验评价载体的pH敏感性；通过小动物活体成像系统观察药物在体内的分布情况；利用CCK-8法、克隆形成实验、Hoechst染色等技术评估制剂对Huh-7肝癌细胞的抑制作用。实验所用ICR小鼠由牡丹江医学院实验动物中心提供。

3.1 HAP、PSI、PEG-PSI和Gal-PSI的结构表征

通过FT-IR和SEM证实成功合成了具有多孔结构的HAP，有利于药物吸附。¹H NMR谱图显示半乳糖(Gal)与聚乙二醇(PEG)成功通过共价键连接，且Gal-PSI中出现了新的酰胺键特征峰，证明半乳糖修饰的聚琥珀酰亚胺合成成功。

3.2 缓释DOX递送系统的处方优化

采用响应面法优化得到最佳处方，其中DOX@Gal-DC20的载药量达38.57±1.06%，包封率为18.87±0.83%。不同摩尔比的Gal修饰对载药性能影响较小，但显著改善了靶向性。

3.3 制剂性质评价

体外释放实验显示所有制剂在pH>5时均能缓慢释放DOX，且释放速率随pH升高而加快。在pH 7.4条件下，DOX@Gal-DC20的24小时释放率达80%，符合肿瘤微环境响应释放特性。体内分布研究表明，Gal修饰显著提高了药物在肝脏的富集，同时降低了心脏分布。溶血实验证实所有制剂溶血率均低于2%，具有良好的血液相容性。

3.4 体外药效学评价

空白载体在10-80 μg/mL浓度范围内细胞存活率均高于85%，表明载体本身生物相容性良好。CCK-8实验显示DOX@Gal-DC20处理72小时后对Huh-7细胞的IC₅₀值仅为0.18±0.06 μg/mL，显著优于游离DOX。克隆形成、Hoechst染色和细胞划痕实验进一步证实DOX@Gal-DC20能有效抑制细胞增殖、诱导凋亡并阻断迁移。细胞摄取实验表明Gal修饰通过去唾液酸糖蛋白受体(ASGP-R)介导的内吞作用显著提高了药物在癌细胞内的积累。

3.5 最终制剂表征

优化后的DOX@Gal-DC20纳米粒呈类球形，平均粒径260.3 nm，PDI为0.353，Zeta电位-16.7 mV，表现出良好的物理稳定性。

该研究成功构建了一种新型肝靶向纳米递送系统，通过半乳糖修饰实现了对肝癌细胞的主动靶向，显著提高了阿霉素的治疗效果同时降低其毒副作用。该系统制备工艺简便，载药量高，具有pH响应释放特性，为肝癌的靶向治疗提供了新的技术平台。研究不仅解决了DOX临床应用中的毒性问题，也为其他抗肿瘤药物的靶向递送提供了借鉴，具有重要的理论意义和临床转化价值。未来研究可进一步探讨该系统在肿瘤模型中的长期疗效及免疫安全性等问题。