靶向核仁素的碳/锰纳米颗粒协同抗肿瘤治疗新策略:多模态协同增效与微环境调控

【字体: 时间:2025年05月30日 来源:International Journal of Pharmaceutics 5.3

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  针对单疗法局限性和纳米药物递送效率问题,研究人员开发了AS1411适配体修饰的碳/锰纳米颗粒(AMMCN@DOX)。该载体兼具POD-CAT-GPX样活性,可响应肿瘤微环境(TME)释放DOX、分解H2O2产O2、介导类芬顿反应,并展现优异光热转换性能,实现化学-化学动力学-光热协同治疗,为肿瘤靶向治疗提供新思路。

  

肿瘤治疗领域长期面临单疗法效率不足、药物靶向性差及肿瘤微环境(TME)阻抗等挑战。缺氧、过氧化氢(H2O2)转化不足和谷胱甘肽(GSH)过表达等TME特征严重制约治疗效果。光热疗法(PTT)虽具微创优势,但传统材料如聚多巴胺和金纳米粒存在功能单一问题。与此同时,核仁素在肿瘤细胞表面的高表达特性为靶向治疗提供了新突破口。

大连理工大学的研究团队创新性地构建了核仁素靶向的碳/锰纳米颗粒(AMMCN@DOX)。该研究通过将二氧化锰(MnO2)沉积在介孔碳(MCN)表面,赋予材料过氧化物酶(POD)-过氧化氢酶(CAT)-谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)样多功能活性,再经AS1411适配体修饰实现精准靶向。相关成果发表在《International Journal of Pharmaceutics》。

关键技术包括:1)水热法制备介孔碳/二氧化锰复合载体;2)AS1411适配体表面修饰实现4T1乳腺癌靶向;3)体外模拟TME评估药物释放及活性氧(ROS)生成;4)小鼠移植瘤模型验证协同治疗效果。

【合成与表征】
TEM显示MMCN成功包覆针状MnO2层,粒径从206.3nm增至221.1nm(PDI<0.2)。XPS证实Mn4+特征峰,FT-IR显示AS1411成功接枝。载药量达18.7%,酸性条件下DOX释放率较中性高2.3倍。

【体外性能】
AMMCN@DOX在4T1细胞摄取量较非靶向组高40%。GPX样活性使GSH消耗率达76%,CAT样活性促H2O2分解产O2,缺氧条件下细胞存活率提升35%。808nm激光照射5分钟升温54.2℃,光热转换效率达32.7%。

【体内疗效】
小鼠模型显示AMMCN@DOX肿瘤蓄积量是游离DOX的5.8倍。联合PTT使肿瘤完全消退率提升至83.3%,病理切片显示显著坏死灶。Mn2+介导的类芬顿反应使·OH水平升高3.1倍,且主要脏器未见明显毒性。

该研究首创性地整合碳材料光热性能与锰基纳米酶的化学动力学活性,通过AS1411靶向实现三重协同治疗:1)酸性响应释放DOX;2)MnO2消耗GSH并产生活性氧;3)光热增效化疗敏感性。特别值得注意的是,该载体通过分解H2O2同时缓解缺氧和促进药物释放,这种"一石三鸟"设计为克服TME阻抗提供了范式转变。研究团队提出的"纳米酶-光热-靶向"三位一体策略,为下一代智能纳米药物开发奠定了重要基础。

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