热响应性纳米颗粒靶向递送阿霉素治疗三阴性乳腺癌：2D/3D体外模型评估与控释机制研究

为解决三阴性乳腺癌(TNBC)化疗药物靶向性差和控释难题，葡萄牙i3S研究所团队开发了叶酸(FA)修饰的N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)基热响应纳米颗粒(FANPs)，其相变温度达42°C，在肿瘤微环境温度(40°C)下阿霉素(DOX)释放率提升至86%，IC50值降低77%，3D肿瘤模型显示穿透性提升。该研究为TNBC精准治疗提供新策略。

　　

研究背景
三阴性乳腺癌(TNBC)作为最具侵袭性的乳腺癌亚型，缺乏激素受体靶点，临床主要依赖阿霉素(DOX)等蒽环类药物化疗。然而DOX存在严重的心脏毒性、骨髓抑制等副作用，且传统脂质体(如Doxil^?)依赖被动靶向(EPR效应)，无法实现肿瘤特异性释药。肿瘤微环境特有的高温(较正常组织高2-3°C)和叶酸受体α(FOLR1)过表达(35-68% TNBC病例)为智能递药系统设计提供了突破口。

葡萄牙i3S研究所（健康研究与创新研究院）的Tiago P. Ribeiro团队通过分子设计，将温敏单体NIPAM与亲水性聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)、烯丙胺(AA)共聚，构建了兼具温度响应与主动靶向功能的纳米颗粒。该研究突破传统PNIPAM低相变温度(32°C)限制，通过共聚调控使转变温度提升至42°C，并利用AA的游离氨基实现叶酸(FA)共价偶联，最终在2D/3D模型中验证了其增效减毒潜力。

关键技术方法

1. 自由基聚合法合成裸纳米颗粒(BNPs)，通过EDC/NHS化学偶联FA；
2. 动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征粒径/形貌，傅里叶红外(FTIR)验证化学结构；
3. 差示扫描量热法测定相变温度(LCST)；
4. 体外释药实验(37°C vs 40°C)结合Korsmeyer-Peppas模型分析释药机制；
5. L929成纤维细胞和MDA-MB-468癌细胞评估生物相容性/毒性；
6. 人源血浆(伦理批件90/19)检测溶血/凝血活性；
7. 微模具法构建3D肿瘤球体，共聚焦显微镜观测药物渗透。

研究结果

1. 纳米颗粒特性
通过DLS与TEM证实成功制备粒径约200 nm的球形颗粒（

）。FA修饰使Zeta电位从+9.89 mV降至+8.86 mV，相变温度提升至42.3°C。FTIR在680-700 cm^-1处特征峰证实FA成功偶联（

）。

2. 载药与释药性能
DOX载药量达9.7%，40°C时72小时释药率(86%)显著高于37°C(55%)（

）。动力学分析显示扩散主导释药(n=0.251-0.324)。

3. 生物相容性
空白纳米颗粒在5000 μg/mL浓度下对L929细胞无毒性，溶血率<5%，且不诱发血浆凝固（

）。

4. 抗肿瘤效果
FA修饰使FANPs-D的IC₅₀(1.22 μM)较BNPs-D(5.33 μM)降低77%。3D模型中，40°C处理组肿瘤球体活力显著下降，共聚焦显示DOX均匀渗透至坏死核心（

）。

结论与意义
该研究通过分子工程构建的FA-PNIPAM纳米颗粒，首次实现三重功能整合：(1)利用肿瘤微环境温度触发释药；(2)通过FOLR1介导主动靶向；(3)在3D模型中突破药物渗透屏障。相比Doxil^?，其IC₅₀降低幅度达77%，为TNBC治疗提供了"温度开关+主动导航"的创新方案。未来可通过引入可降解交联剂（如替代MBA）改善材料代谢，或整合磁性组分实现远程控释，进一步推动临床转化。