靶向细胞核的膜融合纳米囊泡经鼻递送治疗性质粒DNA用于胶质母细胞瘤的脑部基因治疗

为解决胶质母细胞瘤基因治疗中质粒DNA(pDNA)鼻脑递送效率低下的难题，研究人员开发了基于细胞膜(CM)与地塞米松-聚乙烯亚胺(PD)杂化纳米囊泡的新型递送系统。该载体通过糖皮质激素受体介导的核转位效应显著提升pDNA入核效率，在颅内胶质瘤模型中实现高效转染并诱导肿瘤细胞凋亡，为无创脑靶向基因治疗提供了新策略。

　　

胶质母细胞瘤作为最具侵袭性的脑肿瘤，传统手术联合放化疗的疗效始终难以突破。尽管基于单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSVtk)的基因疗法可通过"旁观者效应"扩大杀伤范围，但基因载体穿越血脑屏障的效率、质粒DNA(pDNA)的核递送障碍以及侵入性给药带来的损伤，构成了治疗突破的三大瓶颈。尤其当采用非侵入性的鼻脑递送路径时，大分子量pDNA的低穿透性和胞内滞留问题更为突出。

韩国忠南大学的研究团队在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》发表创新成果，通过融合C6胶质瘤细胞膜与地塞米松修饰聚乙烯亚胺(PD)，构建了具有核靶向功能的杂化纳米囊泡系统。该载体利用膜融合特性促进鼻腔渗透，同时借助糖皮质激素受体介导的主动转运机制突破核膜屏障，首次实现了治疗性pDNA的高效鼻脑递送。

研究采用¹H NMR验证PD合成，通过动态光散射分析纳米复合物粒径，并建立原位胶质瘤大鼠模型评估递送效果。关键实验技术包括：① 膜蛋白提取与纳米囊泡制备技术；② 荧光标记示踪的共聚焦显微成像；③ 免疫组化检测Ki67增殖标志物；④ 隧道染色法量化细胞凋亡。

【主要研究结果】

1. 材料制备与表征

   PD/CM按2:1重量比混合时形成粒径约150nm的球形颗粒，zeta电位从PD的+35mV降至+15mV，显著降低与胞外基质的非特异性结合。透射电镜显示pDNA/PD/CM复合物呈现典型的核-壳结构。

2. 核转位机制验证

   共聚焦显微镜观察到PD中地塞米松通过结合糖皮质激素受体，使pDNA入核效率较PEI25k提升3.2倍。突变受体实验证实该过程依赖经典的核定位信号通路。

3. 体内抗肿瘤效应

   鼻内给药72小时后，pSV-HSVtk/PD/CM组脑内荧光信号强度是裸DNA组的8.7倍。治疗组肿瘤体积缩小62%，Ki67阳性细胞减少79%，凋亡率提高6.3倍，显著优于对照组。

该研究突破性地解决了鼻脑递送中"穿透屏障-胞吞障碍-核膜阻隔"的三重困境。PD/CM杂化系统通过膜融合增强鼻腔渗透、电荷调控减少截留、受体介导突破核膜，形成递送策略的闭环创新。尤其值得注意的是，源自胶质瘤细胞的膜成分可能赋予载体同源靶向性，这为后续肿瘤特异性递送研究提供了新思路。研究建立的平台技术可拓展应用于其他中枢神经系统疾病的基因治疗，具有重要的临床转化价值。