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本文开发了 pH 敏感脂质体（PSL）系统 OD_PSL@AKB，可共递送氧气（OD）和 razuprotafib（AKB - 9778）。该系统能响应肿瘤微环境（TME）酸性，缓解缺氧、抑制血管内皮生长因子（VEGF）分泌，恢复 VE - cadherin 表达，有望改善肿瘤治疗效果。
### 肿瘤血管异常与微环境问题
肿瘤生长依赖周围血管提供氧气和营养，这会促使肿瘤快速血管生成。但肿瘤新血管在结构和功能上都不正常，血管内皮细胞排列不规则、管壁不稳定，导致血管形态扭曲；血流也不规则，且血管通透性增加。这些问题使得肿瘤组织缺氧，肿瘤细胞为适应缺氧，代谢方式从氧化磷酸化转变为无氧糖酵解，产生大量乳酸，使肿瘤微环境（TME）酸化。同时，缺氧诱导因子 - 1α（HIF - 1α）基因表达增加，它能调节多种因子，如血管内皮生长因子（VEGF）。VEGF 是促血管生成因子，会进一步促进异常血管生成，形成恶性循环。此外，缺氧的 TME 还会促进免疫抑制细胞的沉积，增加免疫抑制成分（如 PD - L1）的表达，抑制免疫细胞功能，导致肿瘤免疫逃逸；多药耐药蛋白（MDR1）表达增加，阻碍抗癌药物进入细胞，加上血管不稳定，肿瘤内药物积累减少，引发抗癌药物耐药。因此，克服肿瘤血管异常和缺氧是肿瘤治疗的关键。
现有治疗策略及其局限性
为解决肿瘤血管和缺氧问题，人们尝试了多种治疗策略。抗血管生成策略旨在抑制肿瘤血管生成，如使用单克隆抗体贝伐单抗靶向 VEGF，阻止其与受体结合；索拉非尼、舒尼替尼等多激酶抑制剂，以及阿帕替尼等酪氨酸激酶抑制剂，通过抑制 VEGFR 等靶点来阻断新生血管形成。血管破坏剂（VDAs）则是破坏已形成的肿瘤血管，如康布雷他汀。栓塞是一种局部治疗方法，通过导管阻断肿瘤血流。然而，这些策略虽能延缓肿瘤生长，但无法诱导肿瘤死亡，还会加重肿瘤缺氧，增加肿瘤转移风险。所以，“血管正常化” 策略应运而生，它聚焦于稳定已形成的异常肿瘤血管，而非抑制新血管生成，以提高氧气供应和药物在肿瘤内的积累效率。
研究设计与关键分子
在众多信号通路中，Tie - 2 受体信号通路对肿瘤血管正常化至关重要。Razuprotafib（AKB - 9778）是一种小分子抑制剂，能选择性靶向血管内皮酪氨酸磷酸酶（VE - PTP），抑制其对 Tie - 2 受体的去磷酸化作用，从而激活 Tie - 2 信号通路，稳定血管并增强内皮功能，促进肿瘤血管正常化。同时，氧气递送对缓解 TME 缺氧也十分关键。本研究基于此，合成了对 TME 酸性环境敏感的 pH 敏感脂质体（PSL）。在中性 pH 条件下，PSL 中的胆固醇半琥珀酸酯（CHEMS）呈离子化状态，与二油酰磷脂酰乙醇胺（DOPE）相互作用，维持稳定的层状脂质体结构；在酸性 pH 条件下，CHEMS 质子化，与 DOPE 的相互作用改变，脂质体结构转变为六方相（HII 相），变得不稳定并释放负载的物质。最终构建出 OD_PSL@AKB 系统，可在 PSL 内共递送氧气和 AKB - 9778。
实验材料与方法
实验材料包括多种脂质、气体、试剂、抗体和细胞系等。PSL 的制备过程较为复杂，需将 DOPE、CHEMS、DSPC 和 18:0 PEG2000 PE 按特定摩尔比溶解在氯仿中，蒸发氯仿形成薄膜后，再用缓冲液重悬，经超声处理和过滤得到。PSL@AKB 和 OD_PSL@AKB 则是在制备过程中分别加入 AKB - 9778 和氧气，通过超离心等方法分离得到。
对合成的粒子进行多种表征，如利用动态光散射（DLS）测量粒径和表面电荷；纳米颗粒跟踪分析（NTA）测定粒子浓度；场发射透射电子显微镜（FE - TEM）观察形态和膜修饰；小角 X 射线散射（SAXS）确定粒子是否为脂质体。还通过溶解氧仪测量脂质体中的氧浓度和氧释放趋势，使用高效液相色谱（HPLC）测定 AKB - 9778 的包封率和体外释放情况。
实验使用多种细胞系，包括 HeLa（宫颈癌细胞系）、Panc - 1（胰腺癌细胞系）、MDA - MB - 231（乳腺癌细胞系）和人脐静脉内皮细胞（HUVECs），并进行正常和缺氧培养。通过细胞计数试剂盒 - 8（CCK - 8）测定细胞毒性；使用基质胶进行管形成实验评估血管生成；通过 Transwell 小室进行通透性测试评估血管内皮细胞通透性；采用免疫荧光法检测 VE - cadherin 表达；利用 Transwell 共培养系统和 ELISA 测定癌细胞分泌的 VEGF 水平，实验数据通过单因素方差分析进行统计。
实验结果与分析
表征结果显示，合成的 PSL、OD_PSL、PSL@AKB 和 OD_PSL@AKB 粒径分别为 125.5nm、134.9nm、141.1nm 和 175.6nm，zeta 电位在 - 30mV 至 - 40mV 之间，粒子浓度各不相同。FE - TEM 和 SAXS 分析表明，PSL 在不同 pH 环境下形态和结构会发生变化，pH 5.5 时粒子融合或膜形态不稳定。
氧气和 AKB - 9778 体外释放研究发现，OD_PSL 和 OD_PSL@AKB 含氧量高，OD_PSL 能维持一定氧浓度，而 PSL 和 PSL@AKB 与普通缓冲液含氧量相似。PSL@AKB 和 OD_PSL@AKB 中 AKB - 9778 包封率分别为 74.68% 和 71.58%，PSL@AKB 在酸性环境下药物释放加速。
细胞毒性测试表明，PSL、OD_PSL、PSL@AKB 和 OD_PSL@AKB 对 HUVECs 均无毒性。管形成实验中，PSL@AKB 处理组在 VEGF 诱导的血管生成环境下，管形成更稳定；通透性测试显示，PSL@AKB 能有效降低血管内皮细胞的高通透性。免疫荧光结果表明，PSL@AKB 可恢复因 VEGF 作用而降低的 VE - cadherin 表达，调节血管通透性。
在缺氧的 HUVEC - 癌细胞共培养系统中，OD_PSL@AKB 能有效抑制 VEGF 分泌，且在长时间缺氧环境下仍能稳定释放氧气缓解缺氧。同时，OD_PSL@AKB 可恢复因与癌细胞共培养而降低的 VE - cadherin 表达，使肿瘤血管趋于正常化。
研究结论与展望
传统抗血管生成疗法存在局限性，难以完全消除肿瘤且易产生耐药性。“血管正常化” 策略虽有潜力，但也面临诸多问题。本研究开发的 OD_PSL@AKB 系统，能响应酸性 TME，递送氧气和药物，缓解缺氧并使肿瘤血管正常化。它不仅能稳定血管结构，还能改善 TME 缺氧状况，可与免疫疗法和化疗联合使用，增强治疗效果。未来研究计划在荷瘤小动物模型中探究 OD_PSL@AKB 对肿瘤血管的影响以及对免疫治疗反应的激活情况，评估其在体内的氧气递送和药物释放性能，进一步验证其在癌症治疗中的潜力。
