CD44 与 αV 整合素双靶向双金属纳米酶:近红外增强铁死亡 / 凋亡治疗肺腺癌的新希望

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Biomaterials 12.8

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  肺癌治疗面临诸多难题,如耐药、毒性等,肺腺癌(LUAD)尤为棘手。研究人员设计双靶向双金属纳米酶(MH-iRGD)用于 LUAD 靶向治疗。结果显示,MH-iRGD 联合近红外(NIR)照射能有效抑制 LUAD。这为 LUAD 治疗提供新策略。

  在医学领域,肺癌一直是严重威胁人类健康的 “杀手”。尽管过去几十年肺癌治疗取得了一些进展,但每年仍有大量患者因肺癌离世。肺癌分为小细胞肺癌(SCLC)和非小细胞肺癌(NSCLC),其中非小细胞肺癌占比高达 80% - 85%,而肺腺癌(LUAD)又是非小细胞肺癌中最为常见的类型,它也是全球最致命的癌症之一。目前的治疗手段,像手术、放疗、化疗、靶向治疗和免疫治疗,虽然各有成效,但都存在着难以克服的问题,比如耐药性、脱靶毒性、治疗响应有限以及容易复发等,使得大部分肺腺癌患者在初始治疗后治疗选择极为有限。因此,探索全新的肺腺癌治疗策略迫在眉睫。
在这样的背景下,国内研究人员开展了一项极具创新性的研究。他们设计了一种新型双靶向双金属纳米酶(MH-iRGD),用于肺腺癌的靶向治疗。研究发现,MH-iRGD 联合近红外照射(NIR)具有显著的光热效应、产生活性氧(ROS)的能力以及消耗谷胱甘肽(GSH)的功能。同时,MH-iRGD 对过表达 CD44 和 αV 整合素受体的肺腺癌细胞具有双靶向能力,能有效增强细胞内 ROS 的产生、消耗 GSH 并导致线粒体功能障碍,进而抑制肺腺癌的发展。在机制上,NIR 通过下调 SLC7A11、GPX4、Bcl-2 水平,同时上调 Bax 水平,显著增强了 MH-iRGD 诱导的铁死亡(一种铁依赖的细胞程序性死亡方式)和细胞凋亡(细胞程序性死亡的另一种形式)。在异种移植小鼠模型中,静脉注射 MH-iRGD 联合 NIR 照射后,成功抑制了肺腺癌的进展。这一研究成果发表在《Biomaterials》上,为肺腺癌的治疗开辟了新的方向,有望成为一种极具潜力的靶向治疗方案。

研究人员开展此项研究时,采用了多种关键技术方法。首先是纳米酶的制备技术,通过对已有的方法进行修改和完善,逐步制备出 HM 和 HD,利用多巴胺的特性使其稳定吸附在纳米颗粒表面,最终形成 MH-iRGD。其次,利用细胞实验和动物实验技术,在体外细胞培养和体内异种移植小鼠模型中进行研究,观察 MH-iRGD 联合 NIR 照射对肺腺癌细胞和肿瘤生长的影响。

制备和理化性质表征


研究人员通过修饰和改进先前报道的方法制备了 HM 和 HD。由于多巴胺(DA)的邻苯二酚基团,HD 能够稳定吸附在纳米颗粒表面形成 MH,这种结构不仅不易脱落,还能特异性靶向肺腺癌细胞过表达的 CD44 受体。此外,多巴胺及其衍生物对组织具有较强的黏附能力,MH 中游离的多巴胺也有助于增强对肿瘤组织的黏附。

讨论


MH-iRGD 作为双靶向双金属纳米酶的设计,是克服单靶向纳米治疗局限性的一项战略创新。传统的 MF 纳米系统大多依赖被动的增强渗透和滞留(EPR)效应或单受体靶向,难以克服肿瘤微环境中受体表达异质性导致的脱靶效应。而 MH-iRGD 通过透明质酸(HA)与 CD44 结合,同时通过 iRGD 肽与 αVβ3 整合素结合,充分利用了双靶向的优势,提高了治疗的特异性和有效性。

结论


研究人员成功设计了双肿瘤靶向双金属纳米酶(MH-iRGD),它具有多种酶活性、高效的光热治疗(PTT)和光动力治疗(PDT)效果,能够增强肿瘤细胞的铁死亡和凋亡,这对于抗肿瘤治疗至关重要。MH-iRGD 通过修饰后的 HA 包裹 MF,再经 HS-PEG3400-iRGD 修饰构建而成,它通过多种机制靶向肿瘤部位,为肺腺癌的治疗提供了新的策略,也为其他疾病的双靶向纳米酶设计提供了新思路。

综上所述,该研究设计的双靶向双金属纳米酶 MH-iRGD 联合近红外照射为肺腺癌治疗带来了新希望。其双靶向设计克服了传统纳米治疗的局限性,显著增强了治疗效果。这一成果不仅为肺腺癌患者提供了潜在的新疗法,还为纳米酶在肿瘤治疗领域的进一步发展和应用奠定了坚实基础,有望推动生命科学和健康医学领域在肿瘤治疗方向的深入研究和创新实践。

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