编辑推荐:
肺癌是常见恶性肿瘤,脑转移预后差,现有治疗面临诸多挑战。研究人员开展 “吸入式纳米脂质体系统共递送奥希替尼(OST)和 DNA 质粒治疗肺癌” 的研究,结果显示该策略能抑制原发性和转移性肿瘤,增强抗肿瘤免疫反应,为癌症治疗提供新方向。
肺癌,这个隐匿在健康暗处的 “杀手”,长期以来严重威胁着人类的生命健康。其中,非小细胞肺癌(NSCLC)最为常见,约占肺癌病例的 80 - 85%,而且多数患者会发生肿瘤转移,尤其是脑转移,这使得病情雪上加霜,预后极差。目前的治疗手段,像手术、放疗、化疗,效果并不理想,靶向疗法虽然起初有效,但药物耐药性的出现极大地限制了其疗效。因此,开发新的治疗策略迫在眉睫。
在这样的背景下,山东大学药学院的研究人员挺身而出,开启了一场意义非凡的探索之旅。他们致力于研发一种创新的治疗方案,旨在更有效地对抗肺癌及其脑转移。最终,他们成功构建了一种可吸入的纳米脂质体系统(MPDOLs),并发现该系统能有效抑制原发性和转移性肿瘤的生长,同时增强机体的抗肿瘤免疫反应。这一重要研究成果发表在了《Nature Communications》杂志上。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。首先,通过生物信息学分析,从大量数据中挖掘出关键信息,确定了胰岛素样生长因子 II mRNA 结合蛋白 3(IGF2BP3)在肺癌中的重要作用。接着,采用纳米技术制备了 MPDOLs,这一过程涉及阳离子聚合物与 DNA 质粒的复合、脂质体的制备以及细胞膜的融合等操作。此外,借助细胞实验和动物模型实验,对 MPDOLs 的治疗效果进行全面评估,包括细胞摄取、细胞毒性、体内分布以及对肿瘤生长的抑制作用等。
下面让我们深入了解一下具体的研究结果:
- IGF2BP3 的表达特征:研究人员借助 The Cancer Genome Atlas(TCGA)数据集和 Gene Expression Profiling Interactive Analysis(GEPIA)数据库,详细分析了 NSCLC 肿瘤组织中 m6A 调节剂的表达情况。发现 IGF2BP3 在转移性肿瘤中显著上调,且其高表达与患者生存率低相关。同时,在奥希替尼(OST)治疗后,IGF2BP3 表达会略微上调,这表明靶向 IGF2BP3 或许能提高肿瘤细胞对 OST 的敏感性,抑制脑转移。
- MPDOLs 的制备与特性:MPDOLs 由阳离子聚(β - 氨基酯)(PβAE) - DNA 复合物、脂质外壳和高表达肺表面活性蛋白 B(SP - B)的间充质干细胞(MSC)膜组成。研究人员对其进行了全面的表征,结果显示 MPDOLs 具有合适的粒径、电位和形态,对 OST 和 DNA 的包封效率较高,在模拟肿瘤细胞酸性环境下能快速释放药物,且雾化后稳定性良好,具备成为有效纳米载体的潜力。
- MPDOLs 的体内外性能:体内实验中,MPDOLs 在肺组织中展现出优异的分布和保留能力,主要被恶性细胞摄取。体外实验表明,MPDOLs 通过网格蛋白和小窝介导的内吞作用进入细胞,并能成功从内体逃逸。此外,MPDOLs 能有效下调 IGF2BP3 表达,诱导细胞毒性,促进细胞凋亡。
- RVG - EXOs (si) 的产生与功能:MPDOLs 转染后可诱导产生携带 IGF2BP3 siRNA 且表面表达狂犬病病毒糖蛋白(RVG)的外泌体(RVG - EXOs (si))。RVG - EXOs (si) 在体外具有剂量依赖性的细胞毒性,能有效穿透血脑屏障(BBB),在体内也具备脑靶向能力,可降低脑转移瘤组织中 IGF2BP3 的表达。
- MPDOLs 的体内抗肿瘤效果与安全性:在原位和脑转移肺癌小鼠模型中,MPDOLs 吸入治疗显著抑制了肿瘤生长,延长了小鼠生存期,且对肺肿瘤和脑转移瘤均有良好的治疗效果。同时,MPDOLs 具有良好的生物相容性,重复吸入未引起明显的全身毒性。
- MPDOLs 对免疫反应和代谢的影响:MPDOLs 治疗可重塑抗肿瘤免疫反应,增加 CD8+ T 细胞、自然杀伤(NK)细胞比例,减少调节性 T 细胞(Tregs)比例,调节细胞因子水平。此外,转录组分析发现 MPDOLs 下调 Myc 表达,影响 Warburg 效应,降低葡萄糖摄取和乳酸生成。
综合研究结果,MPDOLs 作为一种创新的非侵入性吸入疗法和自体外泌体生产平台,在 NSCLC 治疗方面展现出诸多优势,如安全性高、生物相容性好、疗效显著等。不过,目前该研究仍处于临床前阶段,未来还需开展大规模动物模型的毒理学、安全性和有效性研究,以及深入探究 siRNA 生产和代谢的药代动力学,优化生产工艺以降低成本,确保其能顺利应用于临床,为肺癌患者带来新的希望。