《Journal of Pharmaceutical Sciences》：Polymer nanoparticle-mediated delivery of microRNA 145: A potential therapeutic strategy for hepatocellular carcinoma in an experimental model
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摘要微小RNA-145（miR-145）在多种恶性肿瘤的发病机制和临床管理中发挥关键的调控作用，尤其是肝细胞癌（HCC）。本研究旨在评估聚合物纳米粒子介导的miR-145递送在HCC实验模型中的治疗效果。将80只雄性Balb/C小鼠随机分为四组：正常对照组、HCC组、游离mi
摘要
微小RNA-145（miR-145）在多种恶性肿瘤的发病机制和临床管理中发挥关键的调控作用，尤其是肝细胞癌（HCC）。本研究旨在评估聚合物纳米粒子介导的miR-145递送在HCC实验模型中的治疗效果。将80只雄性Balb/C小鼠随机分为四组：正常对照组、HCC组、游离miR-145组和聚合物偶联miR-145治疗组。干预后，采用实时PCR定量检测肝脏中SENP1、P70-S6K1和FSCN的表达水平。此外，通过ELISA检测血清中甲胎蛋白（α-AFP）、血管内皮生长因子（VEGF）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的浓度，并结合肝组织的组织病理学评估。结果显示，病理对照组肝脏中SENP1、P70S6K1和FSCN的表达水平显著升高（P< 0.001），血清中AFP、VEGF和TNF-α的水平也显著高于正常对照组。虽然miR-145单药治疗成功下调了这些组织生物标志物（P < 0.01）并降低了血清蛋白水平（P < 0.001），但聚合物偶联miR-145制剂表现出更优的治疗效果。与游离miR-145组相比，该纳米粒子介导的递送方式产生了最显著的降低（P70S6K1和FSCN P < 0.001；SENP1 P < 0.05）。组织病理学检查结果进一步证实了这些分子层面的改善，显示治疗组的肝脏组织结构得到了明显的恢复。总之，利用聚合物纳米粒子递送miR-145显著增强了其治疗效果，使该制剂成为治疗肝细胞癌极具前景的靶向干预手段。
引言
肝细胞癌（HCC）是原发性肝癌的主要形式，是全球第五大常见恶性肿瘤，也是导致癌症相关死亡的第三大原因。1其进展特征为细胞增殖失调、血管新生和转移，P70S6K、SENP1和FSCN等分子标志物在肿瘤发展中发挥着重要作用。AFP、VEGF和TNF-α等血清生物标志物常用于监测HCC的进展和治疗反应。2HCC的病因与多种关键危险因素密切相关，包括长期酗酒、吸烟、环境毒素暴露和持续性病毒感染。值得注意的是，乙型肝炎病毒（HBV）和丙型肝炎病毒（HCV）的慢性感染会大幅增加患者患HCC的风险，使基线风险升高约20倍。3
目前HCC的治疗策略，包括手术切除、肝移植、栓塞术、放射治疗和化疗，疗效有限，尤其是在晚期阶段。4尽管化疗是主要治疗手段，但常受到非特异性毒性、生物分布不佳和多药耐药的制约。由于临床症状通常在疾病进展到晚期时才显现，晚期患者的治疗选择受到明显限制，疗效有限。因此，迫切需要识别新型、高特异性的诊断生物标志物和可行的治疗干预措施。5在这方面，微小RNA（miRNA）已成为无创监测和靶向分子治疗的极具前景的候选药物。6
微小RNA（miRNA）是一类短小的非编码调控RNA分子，通常长度为19至25个核苷酸，在转录后水平上对基因表达发挥深刻调控作用。7通过靶向特定的信使RNA（mRNA），这些多功能分子精细调节了从细胞发育、增殖、分化到程序性细胞死亡和染色体表观遗传修饰等一系列关键生物过程。鉴于其广泛的调控影响，miRNA的失调经常与肿瘤发生相关，导致特定与癌症相关的miRNA被归类为"oncomiR"。8其中，微小RNA-145（miR-145）是一种22个核苷酸的分子，编码于5q染色体上易受影响的基因组区域，作为强效的抑癌因子引起了广泛关注。虽然miR-145在包括卵巢癌和结直肠癌在内的多种恶性肿瘤中经常下调，但其在肝细胞癌（HCC）中的显著低表达与高分级、侵袭性细胞增殖和不良临床预后密切相关，突显了其作为诊断生物标志物和治疗靶点的潜在应用价值。9,10
微小RNA（miRNA）彻底改变肝细胞癌（HCC）临床治疗格局的潜力巨大；然而，将高浓度治疗药物靶向递送至特定恶性组织仍是一项艰巨的挑战。11HCC中miRNA成功递送的主要障碍在于肝脏复杂的细胞结构，肝脏由肝细胞和非肝实质细胞组成的复杂网络构成，加上健康组织对治疗囊泡的非特异性摄取问题。12为了克服这些生理障碍，纳米技术的进步为癌症诊断和治疗提供了先进高效的平台。13其中，许多纳米载体已成功过渡到肿瘤学应用的临床批准阶段。例如，合成聚合物已成为优化治疗药物、蛋白质和遗传物质递送系统的关键组成部分。此外，可将miRNA包裹在稳定的核酸脂质颗粒（SNALP）中，以减少快速酶降解。通过在这些SNALP表面涂覆聚乙二醇（PEG），研究人员可以显著延长系统循环时间，增强miRNA载药的结构性稳定性，并最大限度减少脱靶不良反应，从而为靶向HCC干预提供了充满前景的新途径。14
本研究的科学创新之处在于其特定的三层整合：先进递送载体、精确基因调控剂和靶向疾病模型。虽然微小RNA-145（miR-145）是已知的抑癌因子，常在肝脏恶性肿瘤中下调，但其治疗应用长期以来受到血液中快速降解和细胞摄取不良的瓶颈制约。通过使用聚合物纳米粒子作为保护性、生物相容性载体，该策略克服了传统递送障碍，能够将脆弱的遗传货物安全地直接运输至癌细胞。通过在该受控实验模型中对凋亡、血管新生和转移标志物（P70S6K、SENP1和FSCN）进行分子分析（实时PCR）；对AFP、VEGF和TNF-α进行免疫化学分析（ELISA）；以及肝组织病理学检查，来评估该制剂的效果，从而弥合分子生物学与转化医学之间的鸿沟，提供了一种创新的非病毒基因治疗框架，有望从根本上提高肝细胞癌的靶向治疗效果。
章节摘要
材料
小鼠饲料购自附近市场。ELISA试剂盒由R&D（美国）和eBioscience（美国）提供。QIAamp RNA Blood Mini Kit和QuantiTect Reverse Transcription Kit由Qiagen（美国）提供。此外，miRNeasy Mini Kit（货号217004）由Qiagen（德国）提供。TaqMan Universal Master Mix II（不含UNG，货号4440040）和TaqMan MicroRNA Reverse Transcription Kit（货号4366596）由Thermo Fisher Scientific（美国）提供。引物由Thermo Fisher Scientific供应
粒径、多分散指数、Zeta电位和包封效率
将miRNA-145成功偶联到聚（乳酸-乙醇酸）（PLGA）聚合物纳米粒子上，所得制剂具有高稳定性和均匀的粒径分布特征，两者均有利于治疗递送。所制备的纳米粒子平均直径为239.9 ± 29.06 nm，多分散指数（PDI）为0.311，表明其粒径分布相对较窄，这对于可预测的in vivo行为至关重要，并且
研究优势
尽管存在固有的局限性，本研究仍展现出若干独特的方法论和转化优势。一个主要优势在于采用了稳健的化学诱导肝细胞癌（HCC）模型，建立了高度标准化和规范的实验框架，非常适合精确分离和评估miRNA-145的治疗影响。此外，研究通过广泛的……使其诊断范围得到了显著扩展
研究局限性
尽管本研究提供了有力证据支持微小RNA-145（miRNA-145）治疗肝细胞癌（HCC）的潜力，但仍有若干关键局限性需要承认。首先，评估仅限于干预的即时、短期结果，未能考察长期安全性特征、持续疗效和未来肿瘤复发风险。其次，尽管治疗成功下调了关键致癌生物标志物，但精确的……
建议
为了有效推进这一研究方向并克服当前约束，后续研究必须优先评估miRNA-145给药的持久、长期影响，特别是其抑制肿瘤长期复发的能力。深入探索该微小RNA如何与关键下游分子信号通路相互作用，对于全面描绘其潜在作用机制至关重要。超越临床前模型，转化……
结论
研究发现强调了微小RNA-145（miRNA-145）在肝细胞癌（HCC）背景下强大的抗肿瘤特性，突出了通过聚合物偶联递送实现的显著增强的治疗疗效。通过使用这种先进的聚合物制剂，干预成功抑制了关键致癌驱动因子，具体包括P70S6K、SENP1和FSCN，从而破坏了控制程序性细胞死亡的核心生物通路
数据可用性
本研究中分析的数据可根据合理请求从通讯作者处获取。
资金
本研究部分由埃及科学技术发展基金（STDF）项目资助，项目编号：25901。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在可能影响本文所报告工作的已知经济利益冲突或个人关系。
Lamyaa Salem|Eman ElAhwany|Mohamed Elzallat|Marwa Hassan|Tarek Aboushousha|Mohamed Hatem Hamdy Odah|Hoda AbouTaleb|Mona Zoheiry|Mohamed El-Mohandes|Afaf AbdelAlim|Dina Mostafa Mohammed
