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为解决胶质母细胞瘤（GBM）治疗中血脑屏障（BBB）和肿瘤异质性等难题，研究人员开发氧化还原敏感靶向纳米载体 KCA-A2/TMZ。其兼具靶向递送与协同抑制作用，显著增强抑瘤效果，为 GBM 治疗提供新策略。
脑癌治疗一直是医学领域的 “硬骨头”，尤其是胶质母细胞瘤（GBM），这种恶性肿瘤如同隐藏在大脑深处的 “魔鬼”，凭借血脑屏障（BBB）这层天然屏障阻挡药物攻击，还因肿瘤异质性不断变异抵抗治疗，导致患者中位生存期不足 15 个月。传统化疗药物替莫唑胺（TMZ）虽为一线用药，却面临 BBB 穿透性差、易耐药和全身副作用等困境，如何精准突破屏障、高效杀灭癌细胞成为亟待攻克的科学难题。
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。他们致力于开发一种既能精准跨越血脑屏障，又能增强药物抗肿瘤效果的新型递送系统。研究团队以大肠杆菌发酵产生的 K5 多糖为基础，通过化学修饰引入硫代吡啶三氧化硫复合物等成分，构建了氧化还原敏感的靶向纳米载体 KCA-A2，并将其与 TMZ 结合形成 KCA-A2/TMZ 系统。该研究成果发表在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》，为胶质瘤治疗打开了新的思路。
研究中采用了多种关键技术方法：通过 MTT 法评估 K5 和 KOS 对 C6 细胞的细胞毒性，筛选出具有显著抗肿瘤活性的 KOS；利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和质子核磁共振（1H NMR）对合成的 KCA-A2 等聚合物进行结构表征；借助动态光散射（DLS）和透射电子显微镜（TEM）测定纳米颗粒的粒径、Zeta 电位和形态；运用紫外 - 可见分光光度计（UV-vis）评估药物负载量（DL）和包封效率（EE）；通过体外 BBB 模型和激光共聚焦显微镜（CLSM）验证纳米载体的脑靶向能力；采用流式细胞术分析细胞摄取机制；利用划痕实验和抗血管生成实验评估纳米载体对肿瘤细胞迁移和血管生成的抑制作用。
3.1 多糖的结构表征和抗肿瘤活性
通过 GPC 分析得知 K5 的分子量为 35.9 KDa，IR 和 NMR 结果证实了 K5 多糖的结构特征。MTT 实验表明，KOS 对 SW 620、Hep G2、A549 和 C6 等多种肿瘤细胞的增殖具有显著抑制作用，在 1 mg/mL 浓度下肿瘤细胞存活率约为 60%，而 KNS 和 KNOS 在高浓度下甚至促进肿瘤细胞增殖，故选择 KOS 作为纳米载体的亲水成分。
3.2 聚合物的合成与表征
合成路线显示 KCA-A2 通过一系列化学反应将 KOS、胱胺、γ- 亚麻酸和 Angiopep-2 连接在一起。FTIR 和 1H NMR 表征结果证实了 KCA-A2 的成功合成，计算得出胱胺的接枝率为 44.4%。
3.3 KCA-A2 NPs 和 KCA-A2/TMZ NPs 的制备与表征
TEM 和 DLS 结果显示，KCA 纳米胶束粒径约为 136.8 nm，经 A2 修饰和药物负载后粒径逐渐增大，分别为 137.86 nm 和 157.83 nm，且纳米颗粒在 4℃下储存 7 天粒径基本不变，稳定性良好。纳米颗粒表面带负电荷，加载 TMZ 后电位几乎不变。
3.4 纳米颗粒的体外药物释放
在不同 pH 和氧化还原条件下，KCA-A2/TMZ 表现出 pH 和氧化还原双重响应性。在 pH 6.5 和存在谷胱甘肽（GSH）的肿瘤微环境中，TMZ 释放速率显著加快，48 小时内释放量可达 100%，而在正常生理条件下释放缓慢，体现了其对肿瘤微环境的精准响应。
3.5 体外细胞毒性研究
MTT 实验表明，KCA-A2 对 NIH 3T3 细胞毒性较小，在 1 mg/mL 浓度下存活率为 92.27%，而对 C6 细胞、bEnd.3 细胞和 HUVEC 细胞的增殖具有抑制作用，IC50 分别约为 476.85 μg/mL 等。加载 TMZ 后，KCA-A2/TMZ 对 C6 细胞的抑制作用显著增强，IC50 降至 250 μg/mL（含 70 μg/mL TMZ）。
3.6 体外血液相容性研究
溶血实验显示，KCA-A2 和 KCA-A2/TMZ 组的溶血率均不超过 3%，表明其具有良好的血液相容性，适合进一步的体内实验。
3.7 体外细胞摄取
激光共聚焦显微镜和流式细胞术结果显示，Angiopep-2 修饰的 KCA-A2-RdmB 和 KCA-A2-DOX 纳米颗粒能更高效地被 C6 细胞摄取，且主要通过小窝蛋白介导的内吞作用进入细胞。
3.8 体外 BBB 模型建立和渗透实验
体外 BBB 模型显示，KCA-A2-RdmB 通过 Angiopep-2 与 bEnd.3 细胞的相互作用，其穿透能力是未修饰的 KCA-RdmB 的 2.41 倍，证实了其脑靶向能力。
3.9 细胞 ROS 评估
流式细胞术和激光共聚焦显微镜分析表明，KCA-A2 和 TMZ 可诱导 C6 细胞产生一定量的活性氧（ROS），抑制细胞生长繁殖，且 KCA-A2-RdmB/TMZ 能更快速地诱导 ROS 产生。
3.10 抗血管生成和细胞划痕实验
抗血管生成实验显示，KCA-A2 对 HUVEC 细胞形成血管孔的抑制作用强于低分子量肝素（LMWH）。划痕实验表明，KCA-A2/TMZ 对 C6 细胞迁移的抑制作用最强，依次为 KCA/TMZ、KCA-A2、KCA。
该研究成功开发了一种基于 O - 硫酸化类肝素多糖的氧化还原敏感纳米载体 KCA-A2，其不仅能通过 GSH 和 pH 响应机制在肿瘤微环境中有效递送 TMZ，还具有内在的抗肿瘤和抗血管生成活性，实现了药物递送与生物活性的协同作用。研究结果为解决 GBM 治疗中的关键难题提供了新策略，有望提高胶质瘤的治疗效果，为临床转化奠定了坚实基础。未来，进一步优化纳米载体的结构和功能，有望使其在脑肿瘤治疗中发挥更大的作用。
