基于衰老诱导疗法的NIR-II温和光热/衰老清除序贯治疗三阴性乳腺癌新策略

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:Advanced Science 14.1

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  这篇研究创新性地提出了一种针对三阴性乳腺癌(TNBC)的序贯治疗策略:通过CDK4/6抑制剂帕博西尼(palbociclib)诱导肿瘤细胞衰老(Senescence),利用衰老细胞HSP70表达下调的特性增强近红外二区(NIR-II)光热疗法(PTT)敏感性,并开发了负载光热剂IR1061和衰老清除剂槲皮素(Qu)的纳米平台(IQ NPs)。该方案通过"诱导衰老-温和光热(≤45°C)-靶向清除"三重机制协同增效,为TNBC治疗提供了突破性解决方案。

  

2.1 体外衰老诱导验证

研究首先在4T1细胞模型中验证帕博西尼的衰老诱导效果。2.5 μM浓度处理3天后,SA-β-gal染色阳性率显著提升,同时伴随P21表达上调和HSP70下调。流式细胞术显示G0/G1期细胞比例从64.0%增至71.8%,而100 μg/mL槲皮素可特异性清除衰老细胞,使S期细胞比例从30.5%回升至37.5%。三维肿瘤球模型进一步证实衰老标志物在肿瘤组织中的表达特征。

2.2 体内衰老模型建立

小鼠灌胃100 mg/kg帕博西尼7天后,肿瘤组织p53表达显著升高,CDK4和HSP70水平降低。SA-β-gal染色显示衰老细胞比例增加,而心肝脾肺肾等主要器官未出现病理损伤,证实该给药方案的安全性和有效性。

2.3 IQ NPs的制备与表征

通过纳米共沉淀法制备IR1061与槲皮素1:2配比的IQ NPs,粒径164.2±30 nm,zeta电位-22 mV。在pH 6.5条件下表现出最佳稳定性,72小时内槲皮素释放率达77.49%。激光触发释放实验显示,1060 nm照射可加速药物释放(8小时释放53.18%),体现肿瘤微环境响应特性。

2.4 光热性能测试

IQ NPs在1060 nm激光照射下展现28.15%的光热转换效率。浓度依赖实验显示200 μg/mL溶液温度可升至54.3°C,而0.8 W/cm2功率下经4次循环仍保持53.3°C以上的升温能力。光声成像证实其浓度与信号强度呈正相关,具备诊疗一体化潜力。

2.5 细胞摄取与凋亡诱导

共聚焦显微镜观察显示IQ NPs在衰老肿瘤球中的穿透深度达核心区域(0 μm)。流式分析表明S+IQ+L组凋亡率高达33.7%,显著高于单治疗组。Calcein-AM/PI染色证实联合治疗组出现大面积红色死亡信号,而CCK-8检测显示25 μg/mL浓度下细胞存活率降至31%。

2.6 迁移抑制与机制探索

Transwell实验显示S+IQ+L组迁移细胞数减少80%。线粒体膜电位检测发现联合治疗组JC-1单体(绿色)比例增加,提示线粒体损伤。Western blot证实42°C热处理时,衰老细胞HSP70表达量仅为正常细胞的35%,而槲皮素通过抑制HSF磷酸化进一步降低热休克蛋白水平。

2.7 体内抗肿瘤评价

小鼠模型显示S+IQ+L组肿瘤体积仅23.7 mm3,显著小于对照组(1016.0 mm3)。光声成像显示IQ NPs在20小时内富集于肿瘤部位,激光照射使局部温度稳定在44°C。溶血实验证实各浓度组溶血率<3.62%,具备良好血液相容性。

2.8 生物安全性评估

H&E染色显示治疗组主要器官无病理改变,血清ALT、AST等指标均正常范围。肿瘤组织Ki67染色显示S+IQ+L组增殖指数最低,而HSP70/HSP90表达量较对照组下降60%以上,与体外机制研究结果一致。

3 结论

该研究开创性地将细胞衰老理论与NIR-II光热疗法相结合,通过IQ NPs实现"诱导敏感化-增强光热-清除残余"的序贯治疗。帕博西尼诱导的衰老微环境使肿瘤HSP70表达降低2.8倍,而槲皮素的双重作用(senolytic和HSP抑制)使温和光热(44°C)疗效提升3.2倍。这种基于衰老脆弱性的治疗范式为TNBC等难治性肿瘤提供了新思路。

4 实验方法

关键技术包括:纳米共沉淀法制备IQ NPs、SA-β-gal衰老检测、流式细胞周期分析、三维肿瘤球培养、小动物光声成像等。使用Agilent NovoCyte流式细胞仪、LEICA DMI8共聚焦显微镜等设备,所有动物实验均通过浙江省人民医院伦理委员会审批(GB/T 35892-2018)。

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