肽功能化聚合物纳米载体增强胶质母细胞瘤靶向性及血脑屏障穿透性的研究

本研究针对胶质母细胞瘤(GBM)治疗中血脑屏障(BBB)穿透性差和靶向性不足的难题，通过RAFT聚合技术开发了整合C1C2肽和DOTA单元的聚合物载体。该载体可实现64Cu高效标记（放射化学纯度>95%），小鼠实验证实其显著提升脑组织蓄积量，流式细胞术验证其对U87细胞的特异性亲和力，为GBM靶向诊疗提供了新策略。

　　

胶质母细胞瘤(GBM)是最具侵袭性的脑肿瘤之一，其治疗面临两大"铜墙铁壁"：一是血脑屏障(BBB)像严密的安检系统阻挡98%的治疗药物进入，二是肿瘤细胞具有极强的异质性和浸润性。传统化疗药物如替莫唑胺虽能部分穿透BBB，但缺乏靶向性导致严重副作用。如何突破这双重屏障，成为神经肿瘤学领域亟待解决的难题。

华盛顿大学医学院放射肿瘤学系暨Siteman癌症中心（Washington University School of Medicine, Department of Radiation Oncology and Siteman Cancer Center）的Cristian Antonio Wieczorek Villas Boas团队在《Bioconjugate Chemistry》发表创新研究，通过将靶向肽与智能聚合物结合，设计出能"骗过"BBB安检系统并精准锁定肿瘤细胞的纳米载体。研究人员采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合技术构建聚合物骨架，整合两种关键功能模块：源自噬菌体的C1C2靶向肽用于识别GBM细胞表面过表达的受体，大环配体DOTA则用于螯合放射性核素铜-64(⁶⁴Cu)。这种"双功能导弹"的设计使载体同时具备生物靶向性和影像追踪能力。

关键技术包括：1) RAFT可控聚合合成两亲性嵌段共聚物；2) 固相肽合成技术制备C1C2肽 macromonomers；3) ⁶⁴Cu放射性标记与质量控制；4) 采用原位脑灌注模型评估BBB穿透效率；5) 流式细胞术分析U87细胞结合特异性。

材料设计与表征

通过MALDI-TOF质谱和凝胶渗透色谱证实，成功合成分子量分布指数(PDI)<1.2的聚合物，每个聚合物链平均偶联3.2个C1C2肽。DOTA螯合效率达92%，⁶⁴Cu标记后放射化学纯度稳定在96.3±1.8%。

体外靶向性验证

流式数据显示，C1C2修饰的聚合物与U87细胞结合率是对照组的7.8倍(p<0.001)。竞争性结合实验证实，这种相互作用可被游离C1C2肽抑制68%，证明靶向特异性。

体内分布研究

在荷瘤小鼠模型中，C1C2聚合物组脑部放射性信号比非靶向组高4.3倍。动态PET成像显示，给药2小时后脑部摄取达到峰值(3.2%ID/g)，且肿瘤区域信号强度是正常脑组织的5.1倍。

BBB穿透机制

脑毛细血管通透性分析揭示，C1C2肽能激活转胞吞作用，使聚合物通过吸附介导的胞转运(AMT)穿过内皮细胞层，其穿透效率比转铁蛋白受体靶向系统提高40%。

该研究开创性地证明：C1C2肽不仅能引导聚合物特异性结合GBM细胞，其本身还具有促进BBB穿透的双重功能。这种"一箭双雕"的特性使载体脑部递送效率突破传统纳米系统的极限，为GBM的靶向放疗开辟新途径。更值得关注的是，DOTA-⁶⁴Cu模块使治疗过程可实现实时影像监控，为个性化剂量调整提供可能。研究者特别指出，该平台技术可扩展应用于其他脑部疾病治疗，如阿尔茨海默病的靶向药物递送。