突破治疗瓶颈：焦亡诱导的靶向纳米探针光热化疗在三阴性乳腺癌中的应用

推荐 为解决三阴性乳腺癌（TNBC）缺乏有效生物标志物依赖治疗的问题，研究人员开发 ICG-CuET@PLGA-CS-HA（IC@PCH）纳米颗粒，结合光热与化疗，通过 NLRP3/caspase-1 通路诱导焦亡，实现三模态成像，为 TNBC 精准治疗提供新策略。

　　

论文解读

研究背景：突破 TNBC 治疗困境的迫切需求

乳腺癌已成为全球女性发病率和死亡率最高的恶性肿瘤，其中三阴性乳腺癌（TNBC）因缺乏雌激素受体、孕激素受体和人表皮生长因子受体 2（HER2）表达，无法接受内分泌治疗和抗 HER2 靶向治疗，预后极差。传统手术、放化疗缺乏特异性，易导致创伤和严重副作用，尤其对年轻患者而言，探索不依赖生物标志物的保乳治疗策略具有重要临床意义和社会价值。

双硫仑（DSF）与 Cu²⁺联合应用展现出抗肿瘤潜力，其活性代谢产物铜 (II) 双 (二乙基二硫代氨基甲酸酯)（CuET）可诱导肿瘤细胞死亡。然而，传统 DSF-Cu²⁺递送系统存在稳定性差、药物代谢不足等问题，限制了疗效。纳米医学的兴起为解决这些难题提供了新思路，但现有 DSF 基纳米系统多依赖被动靶向，无法实现肿瘤特异性富集，且难以高效生成 CuET。

在此背景下，重庆医科大学的研究团队开展了相关研究，成果发表在《BIOMATERIALS RESEARCH》。研究旨在开发一种靶向性强、稳定性高的纳米递送系统，实现光热 - 化疗联合治疗，并整合多模态成像功能，为 TNBC 的精准诊疗提供新方案。

关键技术方法

1. 纳米颗粒制备：采用双乳化法制备 IC@PCH 纳米颗粒，核心包裹 CuET 和吲哚菁绿（ICG），外层依次修饰壳聚糖（CS）和透明质酸（HA），实现 CD44 靶向。
2. 多模态成像评估：利用光声（PA）、磁共振（MR）、荧光（FLI）成像技术，分析纳米颗粒在体内外的成像性能及肿瘤靶向能力。
3. 焦亡机制验证：通过 RNA 测序（RNA-seq）、蛋白质免疫印迹（Western blot）检测 NLRP3、caspase-1、GSDMD 等焦亡相关蛋白表达，结合流式细胞术和免疫荧光染色分析细胞死亡方式。
4. 体内外疗效评价：通过 CCK-8 法、活死细胞染色、肿瘤体积测量等评估纳米颗粒的细胞毒性和抗肿瘤效果，利用 H&E 染色、TUNEL 染色等分析肿瘤组织病理变化。

研究结果

1. 纳米颗粒的制备与表征

IC@PCH 纳米颗粒呈球形，粒径约 259.2 nm，表面电荷为 - 16.17 mV，成功包裹 ICG 和 CuET，包封率分别为 52.40% 和 34.40%。HA 修饰赋予其 CD44 靶向能力，在酸性肿瘤微环境（pH 6.5）中可加速 CuET 释放，实现药物的精准控释。

2. 光热效应与稳定性

IC@PCH 纳米颗粒在 808 nm 激光照射下表现出浓度和功率依赖性光热效应，光热转换效率达 20.23%。与游离 ICG 相比，其光热稳定性更优，经 4 次加热 - 冷却循环后仍能维持高效产热，表明其在重复治疗中的可靠性。

3. 靶向性与细胞摄取

体外实验显示，IC@PCH 纳米颗粒通过 HA-CD44 相互作用显著增强在 4T1 TNBC 细胞中的摄取，3 小时后荧光强度达 90.99%，而正常细胞（MCF-10A）摄取量仅为 30.11%。流式细胞术和激光共聚焦显微镜证实其靶向特异性，为减少正常组织毒性提供了依据。

4. 体外光热 - 化疗协同效应

CCK-8 结果显示，IC@PCH 纳米颗粒联合激光照射对 4T1 细胞的杀伤率显著高于单一治疗组，证实光热 - 化疗协同作用。活死细胞染色和凋亡检测表明，该联合治疗诱导大量细胞死亡，且通过靶向递送显著增强疗效，对正常细胞毒性较低。

5. 焦亡机制探究

RNA-seq 和 Western blot 结果显示，IC@PCH 纳米颗粒联合激光治疗可激活 NLRP3/caspase-1 经典通路，诱导肿瘤细胞焦亡。关键蛋白如 NLRP3、cleaved caspase-1、GSDMD-N 表达显著上调，证实焦亡是主要细胞死亡方式，突破了 TNBC 对传统治疗的耐药性。

6. 体内安全性与疗效

荷瘤小鼠实验表明，IC@PCH 纳米颗粒具有良好生物相容性，血液生化和器官 H&E 染色均未显示明显毒性。联合治疗组肿瘤体积抑制率达 85% 以上，肿瘤组织出现广泛坏死和凋亡，且无明显复发，显著优于单一治疗组。光热效应在肿瘤部位温度升高至 53.5℃，精准杀伤肿瘤细胞的同时保护正常组织。

7. 多模态成像与体内分布

IC@PCH 纳米颗粒在体内外均实现 PA/MR/FLI 三模态成像，PA 信号在注射后 2 小时达峰值，MR 信号与 Cu²⁺浓度呈线性相关，荧光成像显示肿瘤部位特异性富集。荷瘤小鼠体内分布显示，HA 修饰显著增强纳米颗粒在肿瘤中的蓄积，减少在肝、肾等器官的非特异性分布，提高治疗安全性。

研究结论与意义

本研究成功开发了 CD44 靶向的 IC@PCH 纳米颗粒，整合光热 - 化疗联合治疗与三模态成像功能，通过激活 NLRP3/caspase-1 通路诱导 TNBC 细胞焦亡，为 TNBC 提供了一种不依赖生物标志物的新型保乳治疗策略。关键创新点包括：

1. 靶向递送与协同治疗：HA 修饰实现 CD44 阳性肿瘤细胞特异性富集，PLGA 包裹提高 CuET 稳定性，光热 - 化疗协同效应显著增强抗肿瘤效果。
2. 焦亡机制的突破：首次证实该纳米系统通过经典焦亡通路诱导肿瘤细胞死亡，克服了 TNBC 对传统治疗的抵抗性，为耐药肿瘤治疗提供新方向。
3. 多模态成像引导：PA/MR/FLI 三模态成像实现肿瘤精准定位与治疗监测，提升诊断准确性和治疗可控性。

研究中使用的纳米材料组分均已通过 FDA 批准，具有较高临床转化潜力。该策略不仅为 TNBC 的个性化治疗提供了新工具，也为其他恶性肿瘤的靶向联合治疗和精准诊疗提供了借鉴思路。未来可进一步优化纳米颗粒的药代动力学特性，探索其与免疫治疗的联合应用，以进一步提升疗效。