靶向纳米封装衣霉素通过降低毒性并增强其在胰腺癌细胞中的治疗有效性开辟胰腺癌治疗新策略

本研究针对胰腺导管腺癌(PDAC)治疗中由K-Ras突变驱动的高度异质性和化疗耐药性问题，开发了一种pH/缺氧双响应iRGD修饰的纳米封装衣霉素(NPTM)递送系统。研究表明，NPTM能显著降低游离TM的全身毒性，同时通过抑制K-RasG12D依赖的STAT3、STAT5和eIF4E信号通路及基质蛋白CCN1，有效克服PDAC的分子异质性和基质屏障，在体外和体内模型中均显示优越的抗肿瘤效果和生存获益，为PDAC靶向治疗提供了新思路。

　　

胰腺导管腺癌（PDAC）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其五年生存率低于10%。尽管吉西他滨（GEM）等化疗药物在初期治疗中显示一定效果，但绝大多数患者最终会产生耐药性，导致治疗失败。这种耐药性的产生与PDAC高度异质的肿瘤微环境（TME）、丰富的基质纤维化（desmoplasia）以及致癌基因K-Ras（尤其是K-Ras^G12D突变）的持续激活密切相关。K-Ras突变驱动了肿瘤的增殖、免疫逃逸和化疗抵抗，然而直接靶向K-Ras的临床策略至今仍充满挑战。

另一方面，内质网应激诱导剂衣霉素（Tunicamycin, TM）可有效抑制异常蛋白质糖基化，从而诱导癌细胞凋亡，并在临床前研究中显示出对PDAC细胞的高度抑制活性。然而，由于其非特异性分布和强烈毒性，TM的临床应用一直受限。近年来，纳米载体技术为药物靶向递送提供了新的可能，尤其是利用肿瘤微环境特有的低pH和缺氧特性设计智能响应材料，可实现药物的精准释放并降低系统性毒性。

为此，本研究团队开发了一种新型的pH/缺氧双响应iRGD肽修饰的纳米颗粒封装衣霉素（NPTM），旨在提高TM的治疗指数并拓展其抗PDAC的应用潜力。该研究系统评估了NPTM的制剂特性、细胞摄取、体内分布、药效学及分子机制，相关成果发表于《Molecular Therapy Oncology》。

本研究采用的主要技术方法包括：以pH/缺氧响应性嵌段共聚物为载体构建iRGD靶向纳米粒，通过动态光散射（DLS）和紫外光谱（UV-VIS）表征其粒径、稳定性和药物释放行为；采用人源（Panc-1、MIA-PaCa-2）及鼠源（KPC）PDAC细胞系，以及KPC细胞异种移植（CDX）小鼠模型，开展体外细胞毒性、凋亡检测、单细胞磷酸化蛋白质组学分析和体内药效评价；通过免疫印迹（Western Blot）、免疫组化（IHC）、共聚焦显微镜和流式细胞术分析关键信号蛋白如pSTAT3、pSTAT5、CCN1的表达与定位；建立三维共培养和体外基质化模型模拟肿瘤–基质相互作用。

表征与PDAC细胞对pH/缺氧响应纳米粒的细胞摄取

研究团队成功合成了iRGD修饰的双响应纳米粒，其平均流体动力学直径约为125 nm，在溶液中具备良好的稳定性。细胞摄取实验表明，在低氧条件下，纳米粒进入Panc-1细胞的效率显著高于常氧环境，说明其能有效靶向肿瘤缺氧区域。体外血浆稳定性实验显示，纳米封装显著延长了TM的半衰期（t_1/2 = 1.836 h），而游离TM在血浆中迅速降解。

PDAC细胞中NRP-1的表达与突变K-Ras相关

神经纤毛蛋白-1（NRP-1）是iRGD介导靶向的关键受体。实验证明，在携带K-Ras突变的PDAC细胞（如Panc-1、MIA-PaCa-2）及患者来源组织样本中，NRP-1均高表达，而在K-Ras野生型的BxPC3细胞中表达则呈变异形式。缺氧环境并未显著下调NRP-1表达，支持iRGD纳米粒在肿瘤区域的蓄积能力。

NPTM的IC50显著低于游离TM

研究人员比较了游离TM与NPTM在三种PDAC细胞系中的半数抑制浓度（IC₅₀），发现NPTM的IC₅₀显著更低，说明其抗肿瘤活性更强。并且在缺氧条件下，NPTM仍能保持较强的细胞生长抑制能力。

NPTM以剂量和时间依赖性抑制PDAC生长并与GEM协同

通过实时细胞成像系统监测，研究发现NPTM可时间依赖性地抑制Panc-1和KPC细胞的增殖，且与吉西他滨联用后，在GEM耐药的Panc-1细胞中表现出显著的协同效应。

NPTM诱导PDAC细胞凋亡并调节Bax/Bcl-2比值

流式细胞术检测显示，NPTM处理可显著提高Panc-1细胞的凋亡率，且与GEM联用具有叠加效应。Western Blot结果进一步表明，NPTM下调抗凋亡蛋白Bcl-2及其磷酸化形式（pBcl-2），但不影响促凋亡蛋白Bax，从而导致Bax/Bcl-2比值升高，促使细胞走向凋亡。

TM削弱PDAC细胞的分子异质性

借助单细胞磷酸化蛋白质组学技术（IsoPlexis），研究团队发现TM处理可显著降低Panc-1细胞的分子异质性，抑制多种K-Ras依赖的信号节点，包括pSTAT3、pSTAT5和p-eIF4E。这一效应在NPTM组尤为明显，提示其能克服肿瘤内部异质化导致的耐药。

TM阻断体外基质化反应并抑制CCN1糖蛋白表达

PDAC典型的富基质微环境是化疗药物难以进入的主要物理屏障。本研究通过体外共培养模型证明，经NPTM预处理的PDAC细胞与胰腺星状细胞共育后无法形成典型的基质化结构。同时，NPTM抑制了细胞骨架蛋白F-actin的表达以及CCN1蛋白的糖基化修饰，从而干扰CCN1的成熟与功能。

NPTM抑制小鼠皮下移植瘤生长并提高生存率

在KPC-CDx小鼠模型中，腹腔注射400 μg/kg的NPTM（每周两次）可显著抑制肿瘤生长，并延长小鼠生存期，且未出现明显体重下降或器官毒性。相反，游离TM治疗组因毒性较强导致动物死亡或提前到达实验终点。药物分布实验显示，NPTM能高效蓄积于肿瘤组织，而未在脑组织中检测到药物，证明其具有良好的靶向性和安全性。

本研究通过多种体内外实验证实，靶向纳米封装技术可显著提高衣霉素的抗PDAC效果并降低其系统性毒性。其机制涉及多个层面：一方面，NPTM精准靶向肿瘤区域，抑制K-Ras^G12D下游的STAT3、STAT5和eIF4E信号通路，降低肿瘤细胞的分子异质性；另一方面，它有效阻断CCN1介导的基质重塑过程，克服纤维化屏障，增强药物渗透性。此外，与吉西他滨的协同效应为进一步联合治疗提供了依据。

尽管该研究仍存在一定局限性——例如目前仅基于皮下移植瘤模型，尚未在原位移植或类器官模型中进行验证——但毋庸置疑，这项研究为利用旧药新用和纳米技术对抗PDAC开辟了新的治疗范式。未来研究可进一步探索NPTM与其它靶向药物或免疫疗法的联合应用，推动其向临床转化。