《Materials Today Bio》：Chirality and morphology-dependent siRNA delivery for targeted lung cancer therapy with intrinsically chiral gold nanoparticles
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RNA干扰（RNAi）在肺癌治疗中的临床转化仍受限于难以同时优化细胞摄取、靶标特异性及体内稳定性的递送载体。研究人员报道了一种具有精确形貌控制的内在手性金纳米粒（Au NP）平台用于靶向siRNA递送。通过完整2×2因子设计（2种手性×2种形貌），该工作解耦了
RNA干扰（RNAi）在肺癌治疗中的临床转化仍受限于难以同时优化细胞摄取、靶标特异性及体内稳定性的递送载体。研究人员报道了一种具有精确形貌控制的内在手性金纳米粒（Au NP）平台用于靶向siRNA递送。通过完整2×2因子设计（2种手性×2种形貌），该工作解耦了这两个参数的独立与联合贡献。研究发现右手性手性纳米粒（D-NPs）较左手性（L-NPs）与非手性（DL-NPs）具有更快的细胞内吞及更高基因沉默效力；除手性外，形貌同样关键：菱形立方八面体（RCO）架构在D手性下较立方体（Cube）架构沉默效力更优。蛋白质组学显示不同手性RCO纳米粒具有不同功能富集谱。D-RCO经最小表面修饰后递送靶向PD-L1的siRNA，在体外与体内均实现强效敲低及H460肺癌增殖抑制。该工作将手性与形貌确立为可协同设计的基因递送参数，并为手性纳米材料向实体瘤治疗转化提供机制蓝图。
研究背景方面，RNA干扰（RNAi）自2018至2020年三款siRNA药物获FDA批准后重新成为治疗模态，但在肿瘤领域临床转化受困于细胞摄取差、体内核酸酶降解及脱靶效应。纳米材料如 hydrogels、liposomes、metal-organic frameworks、gold nanoclusters 与 gold nanoparticles（Au NPs）被广泛研究；Au NPs 具备生物相容性、表面可功能化与光热可调优势。传统策略多用手性配体修饰非手性纳米粒，但存在配体脱落导致免疫原性与毒性风险。内在手性Au NPs通过种子生长获得稳定手性结构，耐配体解吸，然而其在siRNA递送中仍存在三大空白：手性如何经膜蛋白互作调控内吞与胞内运输机制不清；手性是否影响摄取“质量”而不只是“数量”未知；形貌是否及如何与手性交互影响递送性能被长期忽视。因此，研究人员开展以内在手性Au NPs为载体的2×2因子研究，解耦手性与形貌对siRNA递送的贡献，并推向肺癌PD-L1靶向治疗。
该论文发表于《Materials Today Bio》。
主要关键技术方法方面，研究人员以GFP-A549稳转细胞、A549与H460肺癌细胞及L929正常成纤维细胞为体外样本，以4至5周龄雌性BALB/c-nu小鼠荷H460皮下瘤为体内样本；采用种子介导法合成RCO与Cube两种形貌Au NPs并以L/D-半胱氨酸诱导D/L/DL手性；以mPEG-SH（甲氧基聚乙二醇巯基）与3'端巯基siRNA通过Au-S键装载；用圆二色光谱（CD）与不对称因子（g-factor）表征手性；用微量热泳动（MST）定量siRNA亲和力；用无标记定量蛋白质组学分析手性相关蛋白重塑；用流式与高内涵分析摄取和GFP沉默；用RT-qPCR、免疫荧光、EdU、克隆形成评估抗肿瘤；用血清生化、H&E、ICP-MS评估体内生物分布与毒性；体内经瘤内注射给药评估疗效。
研究结果如下。
3.1 Characterization of intrinsically chiral Au NPs with controlled morphology：研究人员通过SEM、CD、g-factor、元素映射、XRD与DLS表征，证明RCO与Cube两类形貌成功制备，D/L组呈镜像CD信号，DL组无手性响应；RCO流体力学直径约153至155 nm，Cube约169至175 nm，均处150至180 nm内吞有利区间，形貌差异不混淆尺寸效应。
3.2 Chiral characterization and siRNA loading performance after minimal surface modification：经mPEG-SH修饰与siGFP装载后，FTIR与Zeta电位显示30 nM为最佳siRNA结合浓度，D-RCO结合siGFP解离常数Kd为0.099 μM，较L-RCO的0.142 μM约高1.4倍；CD与g-factor证实修饰与装载不破坏内在手性，7天手iroptical稳定；琼脂糖凝胶显示载siRNA在10% FBS中抗核酸酶降解；EDS未见CTAB溴信号，表明无可见表面活性剂残留。
3.3 Evaluation of siRNA delivery efficacy and proteomic analysis of functionalized intrinsically chiral Au NPs：GFP-A549中D-Au RCO@mPEG-SH@siGFP沉默效率71.1%，为D-Au Cube（48.2%）的1.48倍；蛋白质组学在去除siRNA干扰下显示D与L组有50个差异蛋白（各25上/下调），富集于内质网、膜细胞器、细胞黏附与蛋白稳态，证明手性引发特定蛋白网络重塑而非单纯摄取量差。
3.4 In vitro antitumor efficacy of siPD-L1 delivered by chiral Au NPs：D-Au RCO@mPEG-SH@siPD-L1在A549与H460中抑增殖最强；H460因PD-L1基线高更敏感，0.2 mg/mL时存活率约40%；EdU与克隆形成均显示D型几乎消除增殖信号，空白载体、scrambled siRNA与游离siPD-L1无显著抑制，证明疗效来自高效功能siRNA递送。
3.5 Antitumor mechanism and toxicity evaluation of PD-L1 siRNA delivered by L/D-chiral Au NPs：RT-qPCR与免疫荧光显示D组在H460中PD-L1 mRNA与蛋白均下调约60%，STAT3约55%，但caspase-3未激活、Annexin V/PI无显著凋亡，提示非凋亡机制如周期阻滞或衰老；血清ALT、AST、BUN、CREA正常，心肝脾肺肾ICP-MS金含量低，无显著蓄积与肝肾毒性。
3.6 In vivo antitumor efficacy and biosafety evaluation：荷H460裸鼠瘤内注射0.4 mg/鼠、隔两日三次，D-Au RCO组肿瘤体积与重量显著低于DL、L与PBS组，体重平稳；肿瘤H&E见坏死与结构紊乱，Ki67阳性由约60%降至约20%，主要脏器无病理异常，证明局部给药下手性依赖疗效与良好生物安全。
讨论部分总结，研究人员指出该研究把内在晶格手性而非表面配体手性作为设计轴，与形貌正交组合，弥补了既往将手性仅视为表面性质的局限；D手性加速内吞、RCO形貌提升膜结合与胞内siRNA生物利用度，二者协同使无复杂靶向配体的系统仍实现PD-L1敲低与增殖抑制；蛋白质组学为手性—膜蛋白—内吞通路提供分子层面证据；但当前为瘤内给药，静脉全身递送与免疫微环境定量仍需后续研究。
结论部分翻译：综上，该工作合理构建了具RCO与纳米立方体两种形貌的内在手性金纳米粒，并作为非病毒siRNA载体在体外细胞模型与体内荷瘤小鼠系统中系统评估。借助涵盖两种手性构型与两种形貌的完整2×2因子设计，成功解耦了这两个核心工程参数对基因递送性能的独立与协同贡献。功能表征显示D手性Au NPs较L与DL对应物具有更高细胞内吞效率与基因沉默活性，可实现强效序列特异性靶基因敲低。值得注意的是，同手性下RCO架构显著优于立方体，确立形貌为与表面手性同等关键的设计维度。基于该双参数优化，领先构型D-RCO被制成Au RCO@mPEG-SH@siPD-L1，在H460肺癌细胞体外与体内均实现强效PD-L1敲低与增殖抑制，且无需复杂靶向配体修饰。该工作为手性—形貌优化纳米载体提供清晰设计蓝图，并为内在手性纳米材料在实体瘤靶向治疗与精准肿瘤医学中的转化开辟新路径。
