透明质酸修饰的醇质体增强紫杉醇透皮递送及乳腺癌球体穿透效果研究

为解决传统透皮给药系统(TDDS)穿透角质层(SC)效率低、紫杉醇(PTX)全身给药副作用大等问题，中国科学技术大学团队开发了透明质酸(HA)修饰的醇质体(HA-ES-PTX)。通过静电吸附法制备的纳米颗粒显著提升药物透皮吸收率，体外实验显示其对4T1/MDA-MB-231乳腺癌细胞的细胞毒性较游离PTX提高2.3倍，3D肿瘤球体模型证实其深度穿透能力。该研究为乳腺癌局部治疗提供了新型无创递送系统。

　　

研究背景与意义
皮肤作为人体最大器官，其角质层(SC)的"砖墙结构"虽能抵御外界侵害，却成为药物透皮递送的天然屏障。紫杉醇(PTX)作为乳腺癌一线化疗药物，因分子量大(853.9 Da)、水溶性差(0.3 μg/mL)导致口服生物利用度不足1%，静脉注射又伴随严重中性粒细胞减少和神经毒性。传统透皮促渗技术如电穿孔易引发皮肤炎症，化学促渗剂可能破坏皮肤屏障功能。

中国科学技术大学丁伟平团队创新性地将天然多糖透明质酸(HA)与醇质体(ES)结合，利用HA的双重特性——既能通过CD44受体靶向肿瘤细胞，又能通过其疏水片段(CH₈)与磷脂相互作用增强稳定性。该研究首次在3D肿瘤球体模型中验证HA修饰纳米颗粒的深层穿透能力，为开发无创乳腺癌局部治疗方案提供新思路。

关键技术方法
采用薄膜水化法制备载PTX醇质体(ES-PTX)，通过静电吸附将100 kDa HA包裹于阳离子ES表面形成HA-ES-PTX。使用透射电镜(TEM)观察形貌，动态光散射(DLS)测定粒径/电位，纳米紫外分光光度计检测包封率。体外透皮实验采用Franz扩散池与大鼠腹部皮肤，细胞摄取实验以钙黄绿素(Calcein)为荧光标记。抗肿瘤效果通过4T1/MDA-MB-231细胞的MTT法及MCF-7/HFL1共培养3D球体模型评估。

研究结果
1. 理化性质表征
TEM显示HA-ES-PTX呈典型"核-壳"结构，平均粒径(142.3±6.2 nm)较ES-PTX(116.7±5.8 nm)略有增加。Zeta电位由ES-PTX的+32.4 mV逆转为-28.6 mV，证实HA成功包覆。包封率达(89.4±2.1)%，在4℃下保持稳定21天。

2. 细胞摄取与毒性
荧光显微镜显示HA-ES-Calcein在4T1细胞内的荧光强度是游离Calcein的7.8倍。MTT实验表明HA-ES-PTX对MDA-MB-231的IC₅₀(0.48 μM)显著低于游离PTX(1.12 μM)，归因于HA介导的CD44受体内吞。

3. 透皮递送效率
Franz扩散实验24小时累积渗透量：HA-ES-PTX(62.3 μg/cm²) > ES-PTX(41.7 μg/cm²) > 游离PTX(9.8 μg/cm²)。共聚焦显微镜显示HA修饰组在皮肤深层(150 μm)仍有荧光分布。

4. 3D球体穿透
MCF-7/HFL1共培养球体直径在第5天：对照组增加42%，HA-ES-PTX处理组缩小19%。冰冻切片显示HA-ES-PTX可渗透至球体核心区域，而ES-PTX仅分布于外围100 μm范围。

结论与展望
该研究证实HA-ES-PTX通过三重机制增强疗效：(1)HA水合作用软化SC层；(2)静电吸附维持纳米结构完整性；(3)CD44靶向促进肿瘤细胞选择性摄取。相较于传统静脉化疗，该透皮系统可将PTX局部浓度提升6.4倍而避免全身毒性。未来研究可探索HA分子量(50-200 kDa)对透皮效率的梯度影响，并开展PDX(人源肿瘤异种移植)模型验证。论文发表于《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》，为转化医学提供重要实验依据。