pH/谷胱甘肽双响应型白蛋白纳米笼搭载甲氨蝶呤与硫酸软骨素协同靶向治疗肿瘤的研究

为解决化疗药物甲氨蝶呤(MTX)靶向性差、毒副作用大及肿瘤微环境响应性不足的问题，研究人员开发了搭载MTX和硫酸软骨素(CS)的白蛋白纳米笼(C/M@Alb NCs)。该纳米载体通过白蛋白纳米反应器策略构建，具有pH/GSH双响应药物释放特性，显著提高了药物在HT-29结肠癌、E0771乳腺癌和PDX肺癌模型中的靶向递送效率与协同治疗效果，为肿瘤联合治疗提供了新思路。

　　

癌症治疗领域长期面临化疗药物靶向性不足和毒副作用显著的挑战。甲氨蝶呤(MTX)作为经典抗代谢药，虽能抑制肿瘤细胞DNA合成，但其水溶性差、半衰期短且易引发骨髓抑制等不良反应。与此同时，肿瘤微环境特有的酸性(pH 5.0)和高浓度谷胱甘肽(GSH 10 mM)为智能药物递送系统设计提供了突破口。近期发表于《BIOMATERIALS RESEARCH》的研究创新性地将MTX与具有抗癌活性的膳食补充剂硫酸软骨素(CS)结合，利用人血清白蛋白(HSA)的天然靶向特性，构建了双响应型纳米治疗平台。

研究团队采用白蛋白纳米反应器策略，通过DMT-MM活化CS的羧基，使其与MTX的氨基在HSA空腔内发生沉淀反应，形成粒径59.5±4.2 nm的核壳结构(C/M@Alb NCs)。该技术克服了小分子药物在蛋白载体中负载率低的难题，同时整合了透射电镜(TEM)、圆二色谱(CD)和Peppas-Sahlin模型等表征手段，并在HT-29结肠癌、E0771乳腺癌和患者来源(PDX)肺癌等多模型中验证疗效。

制备与表征：C/M@Alb NCs呈现典型纳米笼形态(47.5±5.2 nm)，MTX和CS负载率分别达8.5%和3.5%。傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实药物与载体无化学结构改变，X射线衍射(XRD)显示MTX由晶型转为无定形态。圆二色谱分析揭示白蛋白α-螺旋结构保持完整，为其长循环特性奠定基础。

双响应释放：在模拟肿瘤微环境(pH 5.0+10 mM GSH)中，48小时MTX释放率达96.56%，显著高于生理条件(pH 7.4+2 μM GSH)的38.76%。SDS-PAGE实验证实高浓度GSH可断裂白蛋白二硫键，Peppas-Sahlin模型拟合显示该释放兼具扩散(n=0.54)和蛋白链松弛机制(k2=-2.06)。

细胞机制：通过氯丙嗪抑制实验证实C/M@Alb NCs主要经网格蛋白介导内吞，其细胞摄取量是游离MTX的4.3倍。共聚焦显微镜显示纳米颗粒在溶酶体高定位(85%)，利于微环境触发释药。流式细胞术揭示其通过阻滞G₀/G₁和S期协同诱导凋亡(53.3%)，联合指数(CI=0.606)证实MTX与CS具显著协同效应。

体内药效：药代动力学显示纳米制剂半衰期(t_1/2β=5.78 h)较游离MTX延长4倍，肿瘤蓄积量提升8.3倍。在HT-29皮下模型中，肿瘤抑制率较游离药物提高2.1倍；E0771原位模型证实其可抑制肺转移(生物发光信号降低83%)；PDX模型显示治疗后肿瘤重量减少67%。重要器官H&E染色及血清ALT、IL-6等指标证实其系统毒性可控。

该研究突破性地将膳食补充剂CS与化疗药整合于生物源性纳米载体，通过精巧的化学设计和肿瘤微环境响应机制，实现药物在病灶部位精准释放。其创新点在于：①首次利用白蛋白纳米反应器共沉淀MTX与CS；②双响应设计有效区分生理与病理环境；③证实CS除营养补充外具有化疗增敏作用。这种"化疗-营养"协同策略为临床转化提供新范式，尤其对转移性肿瘤和传统化疗耐药患者具有重要价值。研究展现的淋巴靶向特性更为肿瘤术后辅助治疗开辟了新途径。