基于仿生化疗药物清除剂的联合疗法治疗三阴性乳腺癌

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Journal of Nanobiotechnology 10.6

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  为解决三阴性乳腺癌(TNBC)化疗药物阿霉素(Dox)剂量限制性毒性问题,温州医科大学团队开发了一种正常组织靶向的仿生化疗药物清除剂(CDS)。该研究通过封装GC-rich DNA并修饰红细胞膜,实现了Dox在健康器官的选择性中和,使Dox剂量提升至15 mg/kg(常规3倍)。实验表明,CDS保护下的高剂量Dox联合手术/放疗可显著抑制术后残留/转移瘤,并通过诱导G2/M期阻滞增强放疗敏感性。此外,该策略还能重塑肿瘤微环境(TME),促进T细胞/树突状细胞(DCs)/巨噬细胞(M1)浸润,为TNBC联合治疗提供新范式。

  

三阴性乳腺癌(TNBC)因缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)表达,对激素和靶向治疗不敏感,化疗成为主要选择。阿霉素(Dox)虽对TNBC有效,但其心脏毒性等副作用限制了剂量提升,导致单药响应率仅40-50%。更棘手的是,Dox与手术、放疗或免疫治疗的协同效应常因剂量不足而难以发挥——例如Dox诱导的G2/M期阻滞可增强放疗敏感性,免疫原性细胞死亡(ICD)能激活抗肿瘤免疫,但低剂量Dox无法充分实现这些效应。如何安全提高肿瘤内Dox浓度,成为解锁其联合治疗潜力的关键。

温州医科大学的研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表研究,提出了一种革命性的解决方案:通过仿生化疗药物清除剂(CDS)选择性中和健康器官中的Dox,突破剂量限制。该策略使Dox剂量提升至15 mg/kg(常规3倍),在4T1小鼠TNBC模型中展现出显著疗效。研究证实,高剂量Dox联合手术可抑制早期/晚期肿瘤术后复发转移;通过增强G2/M期阻滞,仅需2 Gy低剂量放疗即可增效;还能重塑"冷"肿瘤微环境为"热"状态,促进T细胞、树突状细胞(DCs)和M1型巨噬细胞浸润,为后续免疫治疗奠定基础。

研究采用三项关键技术:1) 构建GC-rich DNA/鱼精蛋白复合物模拟细胞核结构,通过静电作用封装于经正常组织靶向(NTT)肽修饰的红细胞膜囊泡中,形成粒径400 nm的CDS;2) 建立4T1-Luc原位乳腺癌小鼠模型,通过生物发光成像确定肿瘤早期(10天)和晚期(22天)分期;3) 联合治疗评估体系,包括术后残留瘤体积监测、流式细胞术检测免疫细胞浸润、Masson染色分析胶原含量及ELISA检测细胞因子(IFN-γ/TNF-α/IL-2)。

结果与讨论
CDS的制备与表征
通过将GC-rich DNA(Dox优先结合靶点)封装于NTT肽修饰的红细胞膜,构建的CDS在H9C2心肌细胞中展现出剂量依赖性Dox中和能力(1 mg/mL完全解毒)。体内实验显示CDS特异性富集于心脏、肝脏和股骨,肿瘤分布极少,这种不对称分布使其在不影响肿瘤杀伤的同时保护正常器官。

联合手术的疗效提升
在4T1原位瘤不完全切除模型中,CDS预处理使Dox-15组术后残余瘤体积较Dox-5组减少50%。值得注意的是,晚期肿瘤(术后22天)治疗中,CDS+Dox-15组小鼠生存率达100%,而Dox-15单独组80%死亡。转移灶抑制实验显示,高剂量Dox对肺/肝转移同样有效,证实CDS未削弱Dox抗肿瘤活性。

放疗增敏机制
体外实验证实2.418 μM Dox可使4T1细胞G2/M期比例增加3倍(流式细胞术验证),CDK1表达上调(免疫荧光标记)。体内联合2 Gy放疗时,CDS+Dox-15组肿瘤抑制率较单用Dox提高40%,组织学显示显著坏死和γ-H2AX标记的DNA损伤,证实低剂量放疗的协同效应。

免疫微环境重塑
Masson染色显示CDS+Dox-15组肿瘤胶原含量降低60%,伴随IFN-γ表达上调(荧光显微镜)。ELISA检测到TNF-α和IL-2水平升高3倍,流式证实DiD标记的CTLL-2(T细胞)、JAWSII(DCs)和M1型RAW264.7细胞在肿瘤内浸润增加2-4倍,为后续过继性细胞治疗提供有利条件。

该研究创新性地通过仿生解毒策略突破化疗剂量瓶颈,首次实现Dox在手术、放疗和免疫治疗中的全链条协同增效。CDS的设计巧妙之处在于:1) 利用GC-rich DNA竞争性结合Dox,模拟细胞核解毒机制;2) NTT肽引导的器官靶向避免肿瘤干扰;3) 红细胞膜延长体内循环时间。这些发现不仅为TNBC联合治疗提供新工具,更开创了"靶向解毒"增强传统药物效能的研发范式,具有重要临床转化价值。

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