基于网络毒理学与外泌体递送系统的阿霉素心脏毒性靶点鉴定及骨肉瘤治疗新策略

本研究针对阿霉素(ADM)治疗骨肉瘤(OS)时引发的剂量依赖性心脏毒性问题，通过整合网络毒理学与分子对接技术，鉴定出AKT1、TP53等27个关键心脏毒性靶点，并创新性构建了骨肉瘤细胞来源的外泌体载药系统(HOC-Exos@ADM)。实验证实该递送系统可显著降低ADM的心脏毒性，同时增强其抗肿瘤效果，为OS治疗提供了兼具安全性与有效性的新型纳米递送策略。

　　

骨肉瘤(OS)作为青少年最常见的恶性骨肿瘤，其治疗困境犹如一场与时间的赛跑。尽管手术联合化疗已成为标准治疗方案，但化疗药物阿霉素(ADM)的"双刃剑"特性令人扼腕——它在杀伤肿瘤细胞的同时，累计剂量超过500 mg/m²时会导致26%患者发生不可逆的心力衰竭。这种剂量限制性毒性如同悬在临床医生头上的达摩克利斯之剑，严重制约了ADM的临床应用。更棘手的是，OS对传统放疗表现出惊人的抵抗性，而手术后的骨缺损又给患者带来二次伤害。面对这些挑战，嘉兴大学的研究团队独辟蹊径，将网络毒理学分析与外泌体纳米技术相结合，在国际药理学杂志《International Immunopharmacology》发表了突破性研究成果。

研究团队运用网络毒理学从ChEMBL等六大数据库中筛选ADM作用靶点，通过维恩分析获得27个心脏损伤相关核心靶标。借助STRING平台构建蛋白互作网络，结合分子对接验证关键靶点结合活性。实验技术亮点包括：从人骨肉瘤MG-63细胞分离外泌体，采用电穿孔法负载ADM构建HOC-Exos@ADM复合物；通过透射电镜(TEM)和纳米颗粒追踪分析表征外泌体特性；建立体外心肌细胞损伤模型和OS移植瘤动物模型评估疗效与安全性。

【Identification of targets of ADM affecting cardiac injury】
通过多数据库交叉分析锁定27个ADM心脏毒性靶点，其中AKT1、TP53、ESR1和HIF1A在网络拓扑分析中处于核心节点。分子对接显示ADM与AKT1结合能达-8.7 kcal/mol，提示其可能通过抑制AKT1/GSK-3β/mTOR通路诱发心肌细胞凋亡。

【Characterization of HOC-Exos】
从MG-63细胞分离的外泌体呈现典型杯状形态，粒径134.6±12.8 nm，表面携带CD63和TSG101标志蛋白。电穿孔载药效率达58.3±6.7%，显著高于被动孵育法(21.4±3.2%)。

【Therapeutic efficacy evaluation】
HOC-Exos@ADM在体外对OS细胞的半数抑制浓度(IC₅₀)为1.2 μM，较游离ADM降低2.3倍。动物实验显示其肿瘤抑制率达78.5%，且心脏组织丙二醛(MDA)水平仅为ADM组的37%。

【Discussion】
研究首次揭示ADM通过AKT1/TP53双重调控网络诱发心脏损伤的分子机制：一方面抑制AKT1导致GSK-3β去磷酸化激活凋亡信号，另一方面上调TP53促使心肌细胞线粒体功能障碍。而HOC-Exos的天然靶向性使其在肿瘤组织富集度提高3.1倍，心脏分布减少62%，这种"智能导航"特性完美解决了ADM的器官选择性难题。

该研究不仅为ADM心脏毒性提供了精准的分子靶标图谱，更开创性地利用肿瘤自身外泌体作为"特洛伊木马"，实现了化疗药物的精准投递。这种"以子之矛攻子之盾"的策略，为OS治疗提供了兼具靶向性和安全性的新型纳米平台，在转化医学领域具有里程碑意义。技术突破在于将计算毒理学预测与实验验证无缝衔接，而临床价值体现在外泌体源自患者自体肿瘤细胞的个性化治疗潜力。未来研究可进一步探索外泌体表面工程化修饰，以优化其穿越血骨屏障的能力。