金属有机框架修饰纤维素纳米纤维两步绿色合成法高效去除Cu(II)和四环素:实验、DFT研究与生命周期评价

【字体: 时间:2025年07月23日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7

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  针对胶质母细胞瘤(GBM)治疗中TMZ耐药和YAP信号通路异常激活的难题,德黑兰医科大学团队开发了基于TMC-HA纳米粒共载TMZ/YAP-siRNA的GelMA/海藻酸盐水凝胶局部递送系统。该体系实现pH响应性药物释放(TMZ包封率79.28%)和高效基因沉默(YAP下调51.73%),在体内外均展现显著抑瘤效果,为GBM联合治疗提供新策略。

  

胶质母细胞瘤(GBM)作为最具侵袭性的脑肿瘤,其治疗面临两大困境:一线化疗药替莫唑胺(TMZ)因血脑屏障穿透性差和耐药性导致疗效受限,而Yes相关蛋白(YAP)信号通路的异常激活又加速肿瘤进展。面对这一临床难题,德黑兰医科大学(Tehran University of Medical Sciences)纳米技术研究中心的团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表创新研究,通过将TMZ与YAP-siRNA共载于三甲基壳聚糖-透明质酸(TMC-HA)纳米粒,并嵌入明胶甲基丙烯酰胺(GelMA)/海藻酸盐水凝胶,构建出具有时空控制释放能力的局部给药系统。

研究团队采用1H NMR确认GelMA甲基丙烯酰化程度,通过纳米沉淀法制备粒径101±4.3 nm的球形纳米粒,利用MTT法评估联合治疗指数,并建立原位GBM小鼠模型验证疗效。关键技术包括:双载药纳米粒制备(兼顾疏水性TMZ和亲水性siRNA)、pH响应性水凝胶构建、流式细胞术检测细胞凋亡、Western blot分析YAP蛋白表达等。

【材料表征】1H NMR显示δ=5-6 ppm处特征峰证实GelMA成功合成,纳米粒的zeta电位+18.7 mV确保细胞摄取效率,体外释放实验显示pH 6.8时TMZ释放量比生理pH高2.3倍。

【体外疗效】U87MG细胞实验显示TMZ+siRNA@NPs组IC50最低(2.1 μg/mL),qPCR证实YAP mRNA表达降低78%,流式显示早期凋亡率增至34.6%。

【体内疗效】水凝胶植入组肿瘤体积最小(112 mm3 vs 对照组的487 mm3),免疫组化显示Ki-67阳性率下降62%,TUNEL染色显示凋亡细胞增加5.8倍,Western blot证实YAP蛋白下调51.73%。

该研究突破性地将化疗与基因治疗整合于局部递送系统,其双重作用机制——TMZ诱导DNA甲基化而YAP-siRNA阻断肿瘤增殖信号通路——产生显著协同效应。GelMA/海藻酸盐支架不仅实现病灶部位长效滞留(14天降解率仅28%),还通过CD44介导的靶向作用增强肿瘤摄取。这种"纳米粒-水凝胶"递送策略为克服GBM治疗瓶颈提供新思路,其模块化设计更可拓展至其他难治性肿瘤的联合治疗。

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