靶向CD44的双重作用:透明质酸功能化聚合物纳米球同步抑制前列腺癌细胞和肿瘤相关巨噬细胞的肿瘤发生与转移

【字体: 时间:2025年06月24日 来源:Journal of Molecular Liquids 5.3

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  前列腺癌(PC)的治疗面临肿瘤微环境(TME)中肿瘤相关巨噬细胞(M2-TAMs)介导的耐药和转移难题。Sharjah大学团队开发了透明质酸(HA)功能化的壳聚糖纳米球(HA-MTX-ZA-CS-NPs),通过CD44受体靶向PC细胞和TAMs,实现160 nm粒径、0.453 PDI的稳定载药系统,体外验证其协同抑制肿瘤生长和转移的潜力,为PC治疗提供新型双靶向策略。

  

前列腺癌作为男性第二大致死癌症,其高死亡率与肿瘤微环境(TME)中肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的促癌作用密切相关。这些M2型巨噬细胞通过分泌IL-10、TGF-β等因子促进血管生成、免疫逃逸和转移,而CD44受体在癌细胞和TAMs上的共表达为靶向治疗提供了突破口。阿联酋沙迦大学团队在《Journal of Molecular Liquids》发表的研究中,创新性地构建了透明质酸(HA)修饰的壳聚糖(CS)纳米球(HA-MTX-ZA-CS-NPs),同步递送甲氨蝶呤(MTX)和唑来膦酸(ZA),实现"一石二鸟"的双重打击策略。

研究采用质量源于设计(QbD)理念优化纳米制剂,通过离子凝胶法结合响应面设计,获得粒径160 nm、PDI 0.453、zeta电位+30 mV的稳定纳米球。差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)证实药物以无定形态高效包载(EE>85%),体外释放显示pH敏感性。激光共聚焦显微镜和流式细胞术验证CD44介导的内吞机制,细胞毒性实验显示对PC-3细胞和M2-TAMs的协同杀伤(IC50降低2.3倍),划痕实验证实转移抑制率达68%。

材料与方法
研究采用离子凝胶法制备CS-TPP纳米球,通过HA表面修饰实现CD44靶向。运用D-optimal设计优化CS/HA比例和均质参数,通过动态光散射(DLS)表征粒径分布,透射电镜(TEM)观察形貌。采用透析法评估pH依赖性释放,分子对接模拟HA-CD44结合。体外模型采用人PC-3细胞系和THP-1诱导的M2-TAMs,通过流式细胞术和共聚焦定量内吞效率,CCK-8法测定细胞毒性,Transwell和划痕实验评估抗转移效果。

优化结果
响应面分析显示CS浓度(X?)和HA比例(X?)显著影响粒径和包封率,最佳条件为0.25% CS与0.15% HA组合,获得158.7±4.2 nm粒径和92.1±3.8%的MTX包封率。HA修饰使Zeta电位从+22.1 mV升至+29.8 mV,显著提升血清稳定性(48 h聚集率<15%)。

体外释放
纳米球在pH 7.4下呈现缓释特性(24 h释放42%),而在肿瘤微酸环境(pH 5.5)中释放加速至78%,符合pH响应性设计要求。

细胞摄取机制
CD44阻断实验显示HA修饰组内吞效率下降71%,证实受体介导途径。共聚焦成像显示纳米球定位于溶酶体区室,4℃处理组摄取量减少82%,证明能量依赖性内吞。

抗肿瘤效果
HA-MTX-ZA-CS-NPs对PC-3的IC50为3.2±0.4 μg/mL,较游离药物组合降低2.1倍。对M2-TAMs的凋亡诱导率达64.7%,显著抑制IL-10分泌(p<0.001)。

讨论与结论
该研究突破性地将TAMs靶向纳入PC治疗策略,通过HA-CD44轴实现"双靶向"精准递送。MTX阻断DNA合成的同时,ZA通过抑制法尼基焦磷酸合酶(FPPS)破坏肿瘤细胞骨架,两者协同克服MDR。纳米载体设计巧妙利用CS的阳离子特性增强黏膜吸附,HA则赋予主动靶向和ECM穿透能力。这种靶向TME多组分的"鸡尾酒疗法"为晚期PC治疗提供新范式,其模块化设计可扩展至其他CD44高表达肿瘤。未来需在转移性PC动物模型中验证其体内靶向效率和生物分布特性。

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