基于鞘磷脂纳米系统的生物相容性自发光光动力疗法：胰腺癌治疗的新型多功能平台

【编辑推荐】本研究针对胰腺癌治疗中光动力疗法(PDT)的光穿透限制，开发了基于鞘磷脂纳米乳液(SNs)的自发光(SI)纳米系统。通过将生物发光蛋白RLuc8与SNs结合并封装光敏剂玫瑰红(RB)，构建了SI-RB-SNs平台，实现了无需外源光激发的PDT。体外和体内实验证实该系统可有效穿透胰腺导管腺癌(PDAC)的致密肿瘤微环境，为深部肿瘤治疗提供了创新解决方案。

　　

胰腺癌被称为"癌症之王"，其中胰腺导管腺癌(PDAC)占病例的90%，五年生存率不足10%。这种高度侵袭性肿瘤的特征是致密的纤维化微环境，犹如铜墙铁壁般阻挡化疗药物渗透。更棘手的是，PDAC通常在晚期才被发现，手术切除机会渺茫。虽然光动力疗法(PDT)通过光敏剂产生活性氧(ROS)杀灭肿瘤细胞，但传统PDT需要外部光源激活，而人体组织（尤其是深部的胰腺）对光的吸收和散射严重限制了治疗效果。

为突破这一瓶颈，西班牙健康研究所(ISCIII)等机构的研究团队在《Journal of Controlled Release》发表创新成果。研究人员巧妙利用生物发光原理，将海洋生物来源的RLuc8蛋白与鞘磷脂纳米乳液(SNs)结合，构建出自发光(SI)纳米系统。该系统通过酶促反应产生内源性光能，激活封装的光敏剂玫瑰红(RB)，实现了"自给自足"的PDT过程。

关键技术包括：1) 铜游离点击化学实现RLuc8与DBCO修饰SNs的精准偶联；2) 动态光散射(DLS)和冷冻电镜(cryo-EM)表征纳米颗粒特性；3) 体外PDAC细胞模型评估ROS生成和细胞毒性；4) 原位PDAC小鼠模型验证肿瘤靶向性和治疗效果。

【Azide-modified protein (N3-RLuc8) preparation and characterization】
通过UHPLC-MS和圆二色谱证实，N₃-RLuc8保持完整结构和活性。生物发光分析显示，修饰后的酶在加入底物腔肠素(CTZ)后产生460 nm蓝光，与RB吸收光谱(550 nm)形成理想重叠。

【Synthesis and characterization of SI-SNs】
冷冻电镜揭示球形纳米颗粒(约120 nm)具有典型核壳结构。RLuc8表面密度经BCA蛋白定量确定为每颗粒50-60个酶分子。体外实验证明，SI-RB-SNs在CTZ存在时产生足量ROS，24小时内杀死80%的PANC-1细胞。

【Conclusions】
在PDAC小鼠模型中，静脉注射的SI-RB-SNs通过EPR效应富集于肿瘤部位。加入CTZ后，肿瘤区域检测到特异性生物发光信号，组织学分析显示显著肿瘤坏死而周围器官无损伤。该系统将传统PDT的治疗深度从<1 cm提升至5 cm以上。

这项研究开创性地将生物发光与纳米医学结合，解决了PDT在深部肿瘤应用的核心难题。其模块化设计允许更换不同光敏剂，为个性化治疗提供平台。更重要的是，完全有机的材料组成规避了无机纳米颗粒的毒性风险，具有显著的临床转化潜力。该技术不仅适用于胰腺癌，还可拓展至其他难以触及的实体瘤治疗，为肿瘤纳米医学开辟了新路径。