γ-谷氨酰转肽酶(GGT)和谷胱甘肽(GSH)双响应纳米平台增强藤黄酸(GA)在三阴性乳腺癌中的穿透与疗效

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Materials Today Bio 8.7

编辑推荐:

  为解决三阴性乳腺癌(TNBC)治疗中药物渗透性差和靶向性不足的问题,南京医科大学附属无锡妇幼保健院团队开发了基于PLGA-SS-PEG-Glu的双响应纳米平台。该平台通过GGT介导的电荷反转增强肿瘤穿透,GSH触发药物释放,体外实验显示IC50低至0.80 μg/ml,并激活Nrf2/HO-1-Bcl-2/caspase-3通路诱导凋亡。体内实验证实其显著抑制原发瘤生长和肺转移灶形成,为TNBC治疗提供了新策略。

  

三阴性乳腺癌(TNBC)因其缺乏雌激素受体、孕激素受体和人表皮生长因子受体2(HER2)表达,成为乳腺癌中最具侵袭性的亚型,临床治疗选择有限且预后较差。传统化疗药物如藤黄酸(Gambogic acid, GA)虽具有广谱抗肿瘤活性,但面临溶解度低、稳定性差和肿瘤靶向性不足等挑战。更棘手的是,TNBC致密的细胞外基质和异质性微环境严重阻碍药物渗透,导致疗效受限。如何突破这些屏障,实现药物在肿瘤深部的精准释放,成为纳米医学领域亟待解决的关键问题。

南京医科大学附属无锡妇幼保健院的研究团队在《Materials Today Bio》发表了一项创新研究,设计了一种基于聚乳酸-羟基乙酸共聚物-二硫键-聚乙二醇-谷氨酸(PLGA-SS-PEG-Glu)的双响应纳米平台,通过巧妙利用TNBC微环境中过表达的γ-谷氨酰转肽酶(GGT)和高浓度谷胱甘肽(GSH),实现了藤黄酸的高效递送和深层穿透。该平台在体外和体内实验中均展现出显著优于游离GA的抗肿瘤效果,并揭示了其通过氧化应激-线粒体凋亡通路发挥作用的分子机制。

研究团队采用多步合成法制备了GGT/GSH双响应聚合物PLGA-SS-PEG-Glu,通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)验证了结构。纳米平台通过透析法装载GA,透射电镜(TEM)显示其呈均匀球形(60-80 nm),动态光散射(DLS)测得水合粒径为153.58±1.31 nm,载药率达4.88±0.16%。使用4T1小鼠TNBC细胞系和BALB/c小鼠模型进行评估,实验包括近红外成像、流式细胞术、Western blot等技术。

GGT响应性电荷反转与GSH触发释放
纳米平台在生理环境下带负电(-17.7±0.43 mV),而在8 U/mL GGT作用下16小时内实现电荷反转。体外释放实验显示,10 mM GSH环境下48小时GA释放率达80%,远高于无GSH条件(20%),证实了双重刺激响应的特异性。

增强的肿瘤穿透与细胞摄取
共聚焦显微镜观察显示,Cy3标记的纳米平台在4T1细胞中4小时摄取量较0.5小时增加3.5倍(P<0.001)。抑制剂实验证实其通过小窝蛋白介导的内吞途径进入细胞,而GGT抑制剂GGsTop预处理使摄取减少68%(P<0.001)。

协同抗肿瘤机制
纳米平台处理组IC50为0.80 μg/mL,显著低于游离GA(1.2 μg/mL)。其通过早期ROS爆发(3.2倍于对照组,P<0.001)激活Nrf2/HO-1通路,随后诱导线粒体凋亡(Bax/Bcl-2比值升高,caspase-3活化),最终导致40%细胞凋亡(游离GA组仅18%)。

体内靶向与疗效验证
近红外成像显示纳米平台在肿瘤部位24小时荧光强度达峰值,较非响应型载体高3倍(P<0.0001)。治疗两周后,肿瘤体积(220±53.56 mm3)和重量(0.26±0.058 g)较对照组减少82.09±4.02%,肺转移灶显著减少,且无显著系统毒性。

这项研究创新性地将GGT介导的电荷反转与GSH响应性释放相结合,解决了TNBC治疗中药物渗透与靶向释放的双重难题。其重要意义在于:1)首次利用Boc-L-谷氨酸-1-叔丁酯(Boc-Glu-OtBu)实现酶触发电荷反转;2)通过氧化应激-凋亡通路协同作用增强疗效;3)为其他实体瘤的纳米药物设计提供了范式。未来研究可进一步优化给药方案,并探索其在临床转化中的应用潜力。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号