靶向CD44的透明质酸-壳聚糖共轭PLGA纳米粒用于三阴性乳腺癌化学-光热协同治疗

《Scientific Reports》：Hyaluronic acid–chitosan conjugated PLGA nanoparticles for dual chemo-photothermal therapy of triple-negative breast cancer

本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)缺乏有效治疗手段的临床难题，开发了透明质酸(HA)-壳聚糖(CS)共轭PLGA纳米粒共载多柔比星(DOX)和吲哚菁绿(ICG)的双功能纳米平台。研究证实该体系具备pH响应释药特性、优异的光热转换效率(52.6°C)及CD44靶向功能，在MDA-MB-231细胞中展现84.6%的协同凋亡效应，在TNBC异种移植模型中实现肿瘤体积抑制率达80%，为TNBC精准治疗提供了新型纳米药物设计策略。

　　

三阴性乳腺癌(TNBC)作为乳腺癌中最具侵袭性的亚型，因其缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人类表皮生长因子受体2(HER2)的表达，成为临床治疗的重要挑战。传统化疗药物如多柔比星(DOX)虽具有一定疗效，但存在严重的心脏毒性、骨髓抑制等副作用，且易产生多药耐药(MDR)。近年来，纳米载药系统为改善药物递送效率提供了新思路，但传统聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒存在靶向性不足的问题。如何构建兼具主动靶向、环境响应和外部激活特性的智能纳米平台，成为TNBC治疗领域的关键科学问题。

在这项发表于《Scientific Reports》的研究中，张青团队创新性地设计了透明质酸-壳聚糖共轭PLGA纳米粒(HA-CS-PLGA)，通过共载DOX与光热试剂吲哚菁绿(ICG)，实现了化学治疗与光热治疗(CPTT)的协同抗肿瘤效果。该研究通过双乳化溶剂蒸发法制备纳米粒，并采用EDC/NHS化学偶联进行表面功能化修饰；通过动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征纳米粒理化性质；利用pH梯度透析法评估药物释放行为；采用808 nm近红外(NIR)激光评估光热性能；通过细胞实验验证靶向性和协同治疗效果；最终在TNBC异种移植模型(BALB/c裸鼠，MDA-MB-231细胞来源)中评估体内抗肿瘤功效。

4.1 纳米粒的理化表征

研究成功制备了球形纳米粒，HA-CS-PLGA粒径为160.6±4.2 nm，多分散指数(PDI)为0.17，表明粒径分布均匀。表面修饰使Zeta电位从-25.1 mV(PLGA)变为-18.3 mV，证实了双聚合物涂层的成功构建。载药量分析显示DOX和ICG的包封率分别为79.4%和68.2%，显著高于未修饰PLGA纳米粒。

4.2 pH响应药物释放研究

纳米粒在酸性环境(pH 5.5)中表现出加速释药特性，72小时DOX和ICG累积释放率分别达94.6%和89.8%，显著高于生理pH(7.4)条件下的释放率(69.4%和61.2%)。这种pH响应行为主要归因于壳聚糖在酸性条件下的质子化作用及聚合物基质溶胀。

4.3 光热性能评估

在808 nm激光照射下，HA-CS-PLGA-ICG纳米粒在5分钟内升温至52.6°C，显著高于游离ICG(44.2°C)和PLGA-ICG(48.8°C)，证明聚合物封装有效提高了ICG的光热稳定性和转换效率。

4.4 细胞摄取与细胞毒性研究

共聚焦显微镜显示HA修饰显著增强了纳米粒在MDA-MB-231细胞(CD44高表达)中的内吞作用，荧光强度较未修饰PLGA提高2.3倍。MTT实验表明HA-CS-PLGA-DOX/ICG+NIR组细胞存活率最低(48小时为13.5%)，显著优于单药治疗组。

4.5 细胞凋亡与活性氧(ROS)生成

流式细胞术显示HA-CS-PLGA-DOX/ICG+NIR处理组总凋亡率达84.6%，同时ROS水平升高至715 RFU，证实光热疗法可通过氧化应激途径增强化疗药物的促凋亡效应。

4.6 体内抗肿瘤功效

在TNBC异种移植模型中，HA-CS-PLGA-DOX/ICG+NIR组肿瘤体积在第15天仅为215 mm3(对照组为940 mm3)，抑瘤率达80%。小鼠体重稳定且主要器官未发现病理损伤，证明该纳米系统具有良好的生物安全性。

本研究通过合理的纳米设计，成功构建了集主动靶向(HA-CD44)、pH响应释药(CS质子化)和NIR触发光热治疗于一体的多功能纳米平台。该平台不仅解决了ICG稳定性差和DOX系统毒性大的问题，还通过协同作用显著提升了抗肿瘤效果。值得注意的是，所有组分(PLGA、HA、CS、ICG)均具有FDA批准的使用历史，为临床转化提供了重要基础。尽管在深层肿瘤治疗和规模化生产方面仍需优化，但本研究为TNBC的精准治疗提供了创新性解决方案，推动了纳米药物从单模式治疗向多模式协同治疗的范式转变。