pH响应性二维碳化铌纳米片靶向递送circPUM1 siRNA用于卵巢癌治疗的机制研究与应用

本研究针对卵巢癌治疗中抗血管生成药物缺乏靶向性及副作用大的问题，开发了一种pH响应性二维碳化铌(Nb2C)纳米片递送系统，通过负载circPUM1 siRNA特异性沉默促血管生成环状RNA，有效抑制肿瘤血管生成和腹膜转移。该研究揭示了circPUM1/miR-607/RAB27B/VEGFA信号轴在卵巢癌微环境调控中的新机制，为精准治疗提供了新策略。

　　

卵巢癌作为妇科恶性肿瘤中死亡率最高的疾病，其治疗面临巨大挑战。肿瘤微环境（TME）的失调，特别是病理性血管生成，在卵巢癌进展中扮演关键角色。尽管抗血管生成药物如贝伐珠单抗（Bevacizumab）已应用于临床，但其泛靶点特性导致治疗效果有限且副作用显著。近年来研究发现，外泌体（exosome）介导的细胞间通讯在肿瘤微环境重塑中发挥重要作用，其中环状RNA（circular RNA）作为新型调控分子备受关注。然而，如何实现针对特定致病性环状RNA的高效靶向治疗，仍是亟待解决的难题。

在这项发表于《Materials Today Bio》的研究中，中国医科大学附属肿瘤医院关雪团队发现circPUM1（has_circ_0000043）在卵巢癌中异常高表达，并通过外泌体介导的细胞间穿梭促进血管生成。机制研究表明，circPUM1通过海绵吸附miR-607，解除其对RAB27B和VEGFA的抑制，从而双向调控肿瘤血管生成：一方面通过RAB27B促进外泌体分泌，另一方面通过VEGFA直接激活血管内皮细胞。基于这一发现，研究团队创新性地开发了pH响应性二维碳化铌（Nb₂C）纳米片递送系统，实现了circPUM1 siRNA的高效靶向递送，为卵巢癌精准治疗提供了新策略。

研究采用了几项关键技术方法：通过HF蚀刻和TPAOH剥离制备单层Nb₂C纳米片，利用聚乙烯亚胺（PEI）修饰赋予正电荷特性，并通过Schiff碱反应进行PEG化修饰；使用57例卵巢癌组织样本进行circPUM1表达与微血管密度（MVD）相关性分析；通过体外细胞模型和腹腔移植瘤小鼠模型评估纳米系统的治疗效果；采用双荧光素酶报告基因检测、RNA Pull-down等技术验证分子机制。

3.1. circPUM1以外泌体形式促进卵巢癌血管生成

研究人员发现circPUM1表达水平与卵巢癌组织中的微血管密度呈正相关。通过外泌体共培养实验证明，卵巢癌细胞来源的外泌体circPUM1可被血管内皮细胞摄取，显著增强其迁移、增殖、侵袭和成管能力。分子机制研究表明，circPUM1通过海绵吸附miR-607，解除其对RAB27B和VEGFA 3'UTR区域的抑制，从而上调这两个关键基因的表达。

3.2. Nb₂C的制备与表征

研究团队通过HF蚀刻和TPAOH剥离成功制备了单层Nb₂C纳米片，经PEI修饰后表面电位由-43.56 mV转变为+42.92 mV，再通过PEG化修饰获得P-Nb₂C-PEG复合物。该纳米系统表现出优异的pH响应特性：在生理pH（7.4）下表面电荷为-12.53 mV，而在肿瘤微环境pH（6.5）下转变为+14 mV，实现了肿瘤特异性的电荷反转。

3.3. P-Nb₂C@si-circPUM1在卵巢癌细胞中的抗肿瘤性能

体外实验表明，P-Nb₂C负载的circPUM1 siRNA能有效被卵巢癌细胞摄取，显著诱导细胞凋亡，抑制细胞增殖、迁移和侵袭。与商业化转染试剂lipo2000相比，P-Nb₂C展现出更好的生物安全性和转染效率。分子水平上，该处理显著降低了circPUM1、VEGFA和RAB27B的表达。

3.4. P-Nb₂C@si-circPUM1的抗血管生成性能

研究人员从经处理的卵巢癌细胞中提取外泌体，发现circPUM1敲低组的外泌体显著抑制了血管内皮细胞的活性。功能实验表明，这些外泌体处理能降低HUVEC细胞的活力、DNA复制能力、迁移、侵袭和成管能力，同时下调VEGFA蛋白表达。

3.5. P-Nb₂C-PEG@si-circPUM1的体内抗肿瘤性能

在腹腔移植瘤小鼠模型中，P-Nb₂C-PEG负载的circPUM1 siRNA治疗显著降低了腹膜转移瘤负荷，减少了肿瘤结节数量和体积。体内分布实验显示，PEG修饰显著提高了纳米系统在肿瘤部位的富集能力。

3.6. P-Nb₂C-PEG@si-circPUM1体内抗血管生成性能的分子机制验证

组织学分析显示，治疗组肿瘤组织出现大量坏死区域，Ki-67阳性细胞显著减少，CD31标记的微血管密度明显降低。分子检测证实治疗组circPUM1、RAB27B和VEGFA表达均下调，表明该治疗策略通过双重机制发挥抗肿瘤作用：直接杀伤肿瘤细胞和抑制肿瘤血管生成。

研究结论部分指出，该研究不仅揭示了circPUM1/miR-607/RAB27B/VEGFA信号轴在卵巢癌血管生成中的新机制，还开发了一种创新的pH响应性MXene纳米递送平台。该平台具有成本低、负载量高、靶向性好、生物安全性高等优势，能同时靶向肿瘤细胞和血管系统，克服了传统抗血管生成治疗的局限性。更重要的是，这种针对环状RNA的精准治疗策略为卵巢癌及其他实体瘤的治疗提供了新思路，具有显著的临床转化价值和应用前景。

讨论部分进一步阐述了该研究的理论意义和实用价值。RAB27B作为RAB GTP酶家族成员，是外泌体释放的关键调控因子，在多种肿瘤中高表达且与预后相关。VEGF通路虽是抗血管生成治疗的主要靶点，但单一靶向VEGF往往因代偿机制导致治疗耐药。本研究通过同时靶向RAB27B和VEGFA，从源头阻断外泌体介导的血管生成信号和直接的血管生成通路，实现了双重抑制效果。这种基于二维纳米材料的基因递送系统为RNA干扰治疗的临床转化提供了技术支撑，有望推动精准医学在卵巢癌治疗中的应用。