功能化脂质体通过透明质酸酶级联降解胞外基质联合光动力疗法协同抑制乳腺癌

为解决乳腺癌治疗中药物渗透性差、肿瘤微环境缺氧及谷胱甘肽(GSH)水平升高等难题，研究人员开发了负载ICG/CaO2/BSO@HAase的光疗脂质体(ICB@HAase lipo)。该体系通过MMP-2响应肽控释透明质酸酶(HAase)，在近红外(NIR)激光调控下将高分子量透明质酸(HMW-HA)逐步降解为5-6 kDa寡糖(oHA)，协同光动力/光热疗法(PDT/PTT)显著提升肿瘤穿透性。实验显示该方案使4T1和MDA-MB-231细胞存活率<20%，小鼠模型肿瘤抑制率达64.9%，为克服胞外基质屏障提供了新策略。

　　

乳腺癌治疗长期面临药物渗透率低的临床困境，这主要源于肿瘤组织中富含透明质酸(HA)的致密胞外基质(ECM)屏障。传统疗法不仅难以突破这道"分子围墙"，肿瘤微环境的缺氧状态和高浓度谷胱甘肽(GSH)更会削弱治疗效果。尤其值得关注的是，临床常用的透明质酸酶(HAase)虽能降解HA，但全身给药会导致关节痛等副作用，且过度降解产生低分子量HA(LMW-HA)反而可能促进肿瘤转移。如何精准调控HA降解程度，使其转化为具有抑瘤作用的5-6 kDa寡糖(oHA)，成为突破治疗瓶颈的关键。

针对这一系列挑战，广东省自然科学基金资助的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表创新成果。研究人员设计出多功能光疗脂质体ICB@HAase lipo，整合了吲哚菁绿(ICG)、过氧化钙(CaO₂)、丁硫氨酸亚砜胺(BSO)和HAase，通过基质金属蛋白酶2(MMP-2)响应肽实现肿瘤靶向控释。该体系巧妙运用近红外(NIR)激光的"双刃剑"特性：既激活ICG产生光动力效应(PDT)和光热效应(PTT)，又精确调控HAase活性，最终将HA逐步降解为治疗性oHA。

研究采用纳米沉淀法制备20 nm CaO₂颗粒，通过X射线衍射(PXRD)确认其晶体结构。脂质体构建采用薄膜水化法，动态光散射(DLS)显示其粒径为120 nm，透射电镜(TEM)证实其核壳结构。体外实验使用4T1和MDA-MB-231两种乳腺癌细胞系，体内评估采用4T1荷瘤裸鼠模型。通过高效液相色谱(HPLC)分析HA降解产物，激光共聚焦显微镜观察药物渗透，ELISA检测微环境氧含量和GSH水平。

【材料制备与表征】纳米CaO₂在PEG200/氨水体系中合成，PXRD显示其特征峰与CaO₂标准卡片(PDF#03-0865)匹配。ICB@HAase lipo的磷脂膜上共价连接MMP-2响应肽-HAase复合物，在MMP-2过表达的肿瘤微环境中特异性释放HAase。

【体外抗肿瘤效果】激光照射下，脂质体组4T1和MDA-MB-231细胞存活率均<20%。机制研究表明：CaO₂分解缓解缺氧，BSO抑制γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)降低GSH水平，ICG产生的活性氧(ROS)协同PTT增强杀伤效果。

【HA降解调控】通过调节NIR激光参数(强度、持续时间)，实现HA→LMW-HA→oHA的级联降解。当局部温度>50°C维持10分钟时，PTT可精准灭活残余HAase，避免过度降解。HPLC证实最终产物为5-6 kDa oHA。

【体内治疗效果】4T1荷瘤小鼠实验中，ICB@HAase lipo联合激光照射组肿瘤抑制率达64.9%，显著高于对照组。免疫组化显示治疗组ECM密度降低，药物渗透深度增加2.3倍，且未观察到肌肉痉挛等HAase相关副作用。

该研究创新性地构建了"酶解-光疗"协同体系，突破了三重技术壁垒：MMP-2响应肽实现HAase肿瘤特异性释放；激光参数精确控制HA降解终产物为治疗性oHA；PTT及时灭活残余HAase避免副作用。这种时空可控的治疗策略不仅显著提升PDT/PTT疗效，更通过调控ECM组成改变肿瘤微环境，为克服实体瘤治疗中的药物渗透障碍提供了普适性方案。值得注意的是，研究团队特别强调oHA的抑瘤作用与其分子量密切相关，5-6 kDa的产物能有效阻断HMW-HA与CD44受体的促癌信号，这一发现为后续研究指明了精确调控降解程度的重要性。该成果为乳腺癌特别是三阴性乳腺癌(TNBC)的治疗开辟了新途径，其模块化设计思路也可拓展至其他ECM丰富的实体瘤治疗领域。