叶酸修饰的脂质体的增强抗肿瘤疗效并非由于在肿瘤中药物释放量的增加

《Journal of Drug Delivery Science and Technology》:The enhanced antitumor efficacy of folate-modified liposomes was not due to increased drug release in tumors

【字体: 时间:2025年11月24日 来源:Journal of Drug Delivery Science and Technology 4.9

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  靶向脂质体药物释放机制研究显示叶酸修饰虽未增加肿瘤部位药物释放但通过特异性受体结合增强抗癌效果。

  
费贺|邱南莉|宁艳红|梁莉|钱倩倩|杨莉
重庆医科大学药学院药学系,中国重庆400016

摘要

用叶酸(FA)修饰脂质体可以显著提高其在体内的抗肿瘤活性。有人认为这种增强的效果可能是由于在肿瘤部位药物释放增加所致。然而,这一假设尚未得到验证,这可能是因为难以准确测量脂质体在体内的药物释放情况。在这项研究中,我们开发了一种药物释放报告脂质体,该脂质体封装了谷胱甘肽(GSH)偶联的7-乙基-10-羟基喜树碱(SN38)前药(SN38-GSH)。SN38-GSH从脂质体中释放后可以迅速转化为活性形式的SN38。因此,可以通过计算SN38/(SN38 + SN38-GSH)的比例来确定SN38-GSH脂质体(SN38-Lip)在体内的药物释放情况。基于这些脂质体,我们发现FA修饰的SN38-Lip显著增强了CT26细胞的摄取和细胞毒性,表明FA-SN38-Lip能有效靶向肿瘤细胞上的叶酸受体。FA修饰的SN38-Lip还表现出显著提高的体内抗肿瘤活性。然而,体内药物释放分析表明,FA修饰并没有增加脂质体在肿瘤部位的药物释放。我们的研究结果表明,叶酸诱导的抗肿瘤活性增强并不是由于肿瘤部位药物释放的增加,这为理解主动靶向脂质体疗效提高的机制提供了有价值的见解。

引言

脂质体是临床实践中使用最广泛的纳米载体,多种脂质体药物已被批准用于肿瘤治疗[1]。脂质体的成功主要归功于其极高的生物相容性、安全性和成熟的生产系统[2, 3]。同时,脂质体界面很容易进行功能修饰:可以通过预插入或后插入方法将不同类型的DSPE-PEG(带有功能基团)插入脂质体界面[4]。例如,插入DSPE-PEG2000可以增强脂质体界面的亲水性[5, 6],从而显著延长脂质体的血液循环时间,进一步增加其在肿瘤中的分布并提高其体内抗肿瘤活性[7]。
PEG化可以减少脂质体与肿瘤细胞之间的相互作用。为了克服这一挑战,通常使用功能性脂质-PEG来修饰脂质体,使其带有能够特异性与肿瘤细胞相互作用的配体,如小分子、抗体和肽[8, 9]。一个著名的主动靶向药物递送系统的例子是叶酸(FA)修饰的脂质体。这些脂质体利用叶酸(FA)与叶酸受体(FR)之间的高亲和力相互作用来增强对肿瘤的靶向性[10, 11]。叶酸受体在许多肿瘤细胞表面过度表达,而在大多数正常组织中表达较低,因此FA修饰的脂质体能够选择性地靶向肿瘤细胞,包括乳腺癌、结直肠癌和宫颈癌相关的肿瘤细胞。
许多研究通过将DSPE-PEG-FA引入脂质膜来在脂质体上引入叶酸。FA修饰脂质体的优势在于它们能够主动靶向癌细胞[12, 13],从而增加药物在癌细胞中的积累并减少对非特异性细胞的毒性[14, 15]。许多研究表明,FA修饰的脂质体可以提高抗肿瘤效果[16, 17, 18]。然而,其增强抗肿瘤活性的机制尚不清楚。一些研究表明,叶酸修饰的脂质体可以增加脂质体在肿瘤中的积累[19, 20, 21, 22],而其他研究则表明叶酸修饰并不能提高脂质体在肿瘤中的积累[15, 23]。已有研究证明,叶酸受体显著增强了巨噬细胞对叶酸偶联脂质体的摄取[24],其摄取量是肿瘤细胞的10倍[25, 26]。此外,巨噬细胞还可以促进这些脂质体中药物的释放[27, 28]。因此,有一种观点认为叶酸通过改善脂质体在肿瘤部位的药物释放来增强抗肿瘤活性,但这一点尚未得到证实。这主要是因为体内药物释放难以准确测量[29]。通常,确定体内药物释放比例需要将游离药物与封装药物分离。这种分离不仅耗时且劳动强度大,而且当组织中的药物浓度很低时也缺乏可行性[30, 31]。
在这项研究中,我们开发了一种药物释放报告脂质体来解决体内药物释放测量的挑战。该脂质体通过点击反应(Fig.1A)将谷胱甘肽(GSH)偶联的7-乙基-10-羟基喜树碱(SN38)前药封装在脂质体内来制备(Fig.1A)[32, 33]。SN38-GSH从脂质体中释放后可以迅速转化为SN38(Fig.1B),因为它们通过不稳定的连接剂连接在一起。因此,可以通过SN38/(SN38 + SN38-GSH)的比例精确测量药物释放情况。此外,SN38的荧光特性使得体内药物释放的测量更加敏感。基于这种药物释放报告脂质体,本研究的目的是确定FA修饰是否可以通过增强肿瘤部位的药物释放来提高体内抗肿瘤活性。

材料与动物

氢化大豆磷脂酰胆碱(HSPC)、胆固醇(Chol)、1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000](DSPE-mPEG2000)购自上海AVT制药技术有限公司(中国上海)。1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-3400]-叶酸(DSPE-mPEG3400-FA)购自上海阿拉丁生化技术有限公司。7-乙基-10-羟基喜树碱(SN38)、谷胱甘肽

制备具有药物释放检测能力的SN38-Lip

SN38-Lip是通过点击远程药物装载方法制备的。在此过程中,SN38-MAL进入脂质体并在脂质体腔内与GSH反应生成SN38-GSH,其膜渗透性较低(Fig.1A),并且SN38-MAL可以完全转化为SN38-GSH[34]。SN38-GSH从脂质体中的释放涉及SN38-GSH扩散出脂质体并随后水解形成活性SN38(Fig.1B)。此过程不包括SN38-GSH的广泛降解

结论

在这项研究中,我们使用药物释放报告脂质体研究了FA修饰对脂质体体内药物释放的影响。研究结果表明,与PEG化脂质体相比,FA修饰的脂质体表现出更强的体内抗肿瘤活性。然而,FA修饰和PEG化脂质体的药代动力学和组织分布相似,在肿瘤内的药物释放没有显著差异。这些结果表明

作者贡献声明

杨莉:撰写 – 审稿与编辑,资金获取,概念构思。梁莉:概念构思。钱倩倩:撰写 – 审稿与编辑,概念构思。林阳红:实验研究。费贺:撰写 – 原初稿,实验研究。邱南莉:撰写 – 原初稿,方法学,实验研究

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金(82204308)的支持。
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