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靶向贝伐珠单抗修饰的多孔酪蛋白包被钴铁氧体纳米颗粒:兼具舒尼替尼递送、VEGF捕获及MRI功能的强效诊疗一体化平台
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 5.4
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本研究针对癌症治疗中药物靶向性差、副作用大及诊疗手段分离的难题,开发了酪蛋白包被钴铁氧体纳米颗粒(CACoFe NPs)的诊疗一体化平台。通过水热法合成具有多孔结构的CACoFe NPs(比表面积118.8 m2 g-1 ),负载抗血管生成药物舒尼替尼(162 μg mg-1 )并偶联贝伐珠单抗(Bevacizumab),实现76.5% VEGF捕获率及68.5%肿瘤细胞凋亡率,同时展现81.6 mM-1 S-1 的MRI弛豫效能。该研究为癌症联合治疗与影像监测提供了创新解决方案。
癌症治疗领域长期面临两大挑战:一是传统化疗药物缺乏靶向性导致全身毒性,二是诊断与治疗手段相互割裂。以舒尼替尼(Sunitinib)为代表的酪氨酸激酶抑制剂(TKI)虽能阻断血管内皮生长因子(VEGF)通路抑制肿瘤血管生成,但存在皮肤反应、高血压等副作用;而影像学检查与治疗过程的不同步又影响疗效评估。如何构建兼具精准递送、疗效监控和协同治疗功能的纳米平台,成为突破现有治疗瓶颈的关键。
针对这一科学难题,伊朗伊斯法罕大学的研究团队在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》发表创新成果,通过β-酪蛋白(Casein)包被钴铁氧体(CoFe2
O4
)纳米颗粒,构建了集药物递送、VEGF捕获和磁共振成像(MRI)于一体的多功能诊疗平台。研究采用水热法一步合成、抗体偶联、药物负载及多模态生物评价等技术,系统验证了该纳米系统的治疗潜力。
材料与方法
通过水热法在β-酪蛋白存在下合成CACoFe NPs,采用透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和氮气吸附-脱附测试表征其理化性质。通过戊二醛交联将贝伐珠单抗(Bevacizumab)偶联至纳米颗粒表面(B-CACoFe NPs),并优化舒尼替尼负载条件。采用MTT法、实时荧光定量PCR、流式细胞术和鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)实验评估抗肿瘤与抗血管生成效应,通过ELISA和MRI验证VEGF捕获能力及影像学性能。
结果与讨论
纳米颗粒特性:CACoFe NPs呈现245.4 nm流体尺寸和-54.9 mV Zeta电位,46.54 emu g-1
的饱和磁化强度保障了磁靶向性,多孔结构(0.3 cm3
g-1
孔容积)实现162 μg mg-1
的高载药量。
协同治疗效应:S-B-CACoFe NPs在200 μg mL-1
浓度下对MDA-MB-231细胞的杀伤率(68.5%)显著高于单纯纳米颗粒(12.3%),实时PCR显示凋亡相关基因BAX/Bcl-2比值上调3.7倍,证实其通过线粒体途径诱导凋亡。
VEGF捕获机制:B-CACoFe NPs通过抗体-抗原特异性结合,在体外和体内分别实现76.5%和68.3%的VEGF清除率,有效阻断肿瘤血管新生,CAM实验显示血管密度降低61.2%。
诊疗一体化:81.6 mM-1
S-1
的R2
弛豫率使肿瘤MRI对比度提升3.2倍,实现了治疗过程的可视化监测。
结论与展望
该研究创新性地将食品蛋白(酪蛋白)与磁性纳米材料结合,解决了钴铁氧体纳米颗粒(CoFe NPs)的生物相容性问题,同时通过孔隙结构设计和抗体功能化,实现了"载药-靶向-成像"三重功能集成。其重要意义在于:① 为抗血管生成疗法提供了可实时监控的纳米递送系统;② 开创了利用天然蛋白构建多孔磁性载体的新策略;③ 通过VEGF捕获与TKIs协同作用,克服肿瘤耐药性。未来可通过优化抗体偶联效率及开展更大规模的动物实验推动临床转化。
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