可降解生物素化聚酯的肿瘤细胞选择性靶向及抗癌药物递送研究

推荐：针对生物可降解聚合物在刺激响应性药物递送中的合成难题，研究人员通过逐步聚合制备了两种生物素功能化两亲性聚酯（P1和P2），实现了基于生物素受体介导的肿瘤细胞选择性摄取。P2负载抗癌药阿霉素（DOX）后形成120 nm纳米聚集体，在HeLa和MCF7癌细胞中内化率达85-90%，而在正常细胞（NIH 3T3）中仅5-10%。酸性微环境和酯酶触发的降解机制为靶向治疗提供了新策略。

　　

在癌症治疗领域，如何实现药物精准递送始终是科学家们攻坚的难题。传统化疗药物往往"敌我不分"，在杀伤肿瘤细胞的同时也会对正常组织造成严重损害。近年来，基于生物素受体过度表达特征的靶向策略备受关注，但可降解载体的合成方法学限制成为制约其发展的瓶颈。

针对这一挑战，某研究机构团队在《Biomacromolecules》发表了一项突破性研究。他们通过巧妙的分子设计，将极性的生物素（biotin）与疏水荧光染料共价整合到聚酯骨架上，成功构建了两种新型两亲性聚合物P1和P2。这种"双功能"设计不仅保留了生物素的靶向能力，还通过荧光标记实现了载体在细胞内的实时追踪。

研究团队运用了三大关键技术：1）逐步聚合反应合成生物素化聚酯；2）动态光散射（DLS）和尺寸排阻色谱（SEC）表征纳米颗粒；3）流式细胞术和荧光显微镜定量分析细胞摄取效率。实验选用生物素受体高表达的HeLa（宫颈癌细胞）和MCF7（乳腺癌细胞）作为模型，以NIH 3T3成纤维细胞作为正常对照。

【纳米载体构建与表征】
P2在水溶液中自组装形成直径约120 nm的球形纳米聚集体，展现出优异的生物相容性。载药实验证实其对阿霉素（DOX）的包封效率高达85%，粒径分布均匀（PDI<0.2）。

【细胞选择性摄取】
流式数据显示，P2-DOX在HeLa和MCF7细胞中的内化率分别达到89.3%和86.7%，而在NIH 3T3细胞中仅为7.2%。荧光显微图像直观显示红色DOX信号富集于癌细胞核周区域。

【刺激响应性释放机制】
SEC谱图在pH 5.0条件下出现明显低分子量峰，证实聚酯在酸性环境中的降解。DLS监测显示纳米颗粒48小时内粒径增大至300 nm，提示酯酶触发的解组装过程。

这项研究开创性地将生物素靶向、荧光示踪和刺激响应降解三大功能集成于单一聚酯载体。其重要意义在于：1）为肿瘤微环境（酸性pH和酯酶高表达）响应的智能给药系统设计提供新范式；2）通过受体介导的内吞途径实现癌细胞特异性识别，内化效率较传统载体提升8倍；3）可降解特性避免了载体在体内的长期蓄积风险。该成果为临床转化级靶向纳米药物的开发奠定了重要基础。