仿生PLGA纳米颗粒介导低强度脉冲超声触发C646靶向释放用于食管癌治疗

《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》：Biomimetic PLGA Nanoparticles-Mediated Low-Intensity Pulsed Ultrasound-Triggered Targeted Release of C646 for Esophageal Cancer Therapy

　　- 通过单乳液蒸发和超声挤出方法制备了一种新型LIPUS响应性仿生物载药C646/PLGA纳米载体。- KYSE-140癌细胞膜包被赋予同源性靶向能力，并减少巨噬细胞介导的吞噬清除。- C646/PLGA@CM纳米颗粒表现出良好的生物相容性，并在LIPUS刺激下实现可控药物释放。- C646/PLGA@CM纳米颗粒联合LIPUS可强效抑制食管鳞状细胞癌的增殖和迁移。- 该联合疗法通过调控关键miRNA激活p53/FoxO轴，诱导细胞周期阻滞和EMT逆转，从而实现肿瘤抑制。## 引言根据中国国家癌症中心发布的2024年统计数据，食管癌对中国男性群体构成了沉重的疾病负担。其年龄标准化发病率和死亡率分别达到每10万人13.09例和19.47例，发病率和死亡率均位居所有男性相关恶性肿瘤的第五位[1]。这些流行病学统计数据凸显了食管鳞状细胞癌（ESCC）患者预后不佳且生存结局令人不满意。病理学上，ESCC占中国所有食管恶性肿瘤的85.79%[2]。目前ESCC的一线治疗方式包括手术、化学放射治疗和免疫治疗。然而，手术干预通常仅适用于早期ESCC和可切除的局部晚期ESCC。由于其发病隐匿、早期表现不特异以及人群筛查率低，仅有约三分之一的ESCC患者在适合治愈性治疗的阶段被诊断[2]。此外，传统化学放射治疗受限于严重的全身毒性和肿瘤靶向能力不足，常常导致对正常健康组织的脱靶损伤[3]、[4]。因此，开发针对ESCC的精准、高效、低毒疗法是肿瘤研究领域中一项迫切的临床未满足需求。Chen等[5]报告，表观遗传调控因子EP300在ESCC中频繁发生突变，其过表达与恶性细胞表型及不良患者预后强烈相关。此外，EP300沉默可显著抑制ESCC细胞的增殖和迁移能力。综上，这些发现强调了EP300在ESCC发病机制中的关键作用，并将EP300确定为ESCC的有前景的治疗靶点。在机制方面，小分子EP300抑制剂主要可分为四类：催化域抑制剂、溴结构域抑制剂、双靶点抑制剂和蛋白降解剂[6]、[7]。其中，催化域抑制剂（如A-485和C646）具有特别高的临床转化潜力，得益于成熟的结构优化、高靶点选择性和良好的药代动力学特性[8]。然而，由于EP300催化域与其同源物CBP之间存在高度的序列-结构同源性[9]、[10]，C646表现出次优的靶点特异性和易引发脱靶效应。此类脱靶相互作用会干扰正常组织中的表观遗传调控网络（包括造血、代谢和免疫系统），从而导致非特异性全身毒性。因此，提高C646的肿瘤靶向递送效率和靶点特异性是其未来临床转化的必要前提。纳米载体代表了一种先进的药物递送平台，具有独特的癌症治疗应用优势。聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）是一种FDA批准的生物可降解聚合物材料[11]。在生理条件下，PLGA发生酯键的逐步水解，产生乳酸和乙二酸。这些代谢物进一步进入三羧酸（TCA）循环，最终被氧化为二氧化碳和水[12]，这保证了PLGA基制剂的良好生物相容性和全身生物安全性[13]。C646载药PLGA纳米颗粒可通过单乳液溶剂蒸发法制备，所得纳米颗粒直径低于200 nm[14]、[15]。这种纳米尺度的粒径使纳米颗粒能够通过增强的渗透性和滞留效应（EPR效应）实现被动肿瘤靶向和肿瘤内药物蓄积[16]。或者，可通过在纳米颗粒表面功能化修饰特定抗体或靶向配体来实现主动靶向[17]。然而，外源性抗体和蛋白质类靶向配体容易被宿主免疫系统识别为外来抗原，引发免疫反应并加速纳米载体的体内清除，从而严重损害重复给药时的治疗效果。为克服这一瓶颈，我们使用同型肿瘤细胞来源的膜构建了仿生膜包被纳米载体，其天然表达表面"自身标志物"。这种仿生伪装策略使纳米载体能够逃避免疫介导的清除，并显著延长其体内循环半衰期[18]。尽管这些仿生纳米载体具有靶向和免疫逃逸性能，其载药释放主要依赖于被动扩散。这一缺陷限制了载药释放的时空可控性，并阻碍了按需向肿瘤病灶递送足够的治疗剂量。因此，我们旨在引入外源性物理刺激，在纳米载体蓄积于肿瘤内部后实现时空可控和部位特异性的药物释放。低强度脉冲超声（LIPUS，US）是一种非侵入性物理模态，能产生可逆的生物调节效应且不会引起不可逆的热组织损伤[19]、[20]。US通过机械生物效应增加细胞膜通透性、激活机械敏感性离子通道并调节细胞内信号级联。此外，US诱导的空化效应可逆性地破坏生物屏障并促进药物递送[21]。而且，US引起的局部温和热效应在生理安全范围内。得益于其深层组织穿透能力和良好的生物安全性，LIPUS作为部位特异性按需药物释放的最佳物理触发手段。在本研究中，我们利用超声介导的空化效应触发纳米载体崩解，从而实现包封载药精确保按需释放用于靶向肿瘤治疗。据我们所知，将CM包被的C646载药PLGA纳米载体与超声联合的组合治疗策略尚未被用于ESCC治疗研究。具体而言，CM包被PLGA纳米载体赋予的同源靶向和免疫逃逸特性所赋予的治疗潜力在ESCC背景下仍待阐明。此外，这种联合方案协同抗肿瘤效应的分子机制也尚未完全理解。不同于负载Pt（IV）前药并通过内源性肿瘤微环境激活的细胞膜融合脂质体[22]，我们的研究将表观遗传调控与外源性超声刺激相结合。为填补这一关键知识空白，我们进行了一系列系统实验，为其未来转化应用奠定临床前基础。## 章节摘录### C646/PLGA@CM NPs的表征透射电子显微镜（TEM）显示，CM、C646/PLGA和C646/PLGA@CM均为球形（图2A）。CM、C646/PLGA和C646/PLGA@CM纳米颗粒的平均直径分别为167.57±1.59 nm、177.23±1.88 nm和180.80±3.91 nm（图2C）。所有样品均具有可接受的分散性指数。Zeta电位分析证实，三个样品均携带负表面电荷。其表面电位分别为?11.32±1.34 mV、?12.9±2.05 mV和?16.03±1.64 mV（图2B）。### 结论总之，我们制备了超声响应性仿生物载药C646/PLGA纳米颗粒。该纳米平台具有三个关键优势：(1) 降低全身毒性：肿瘤膜包被改善了肿瘤靶向性能，减少了药物向正常组织的分布；(2) 增强靶向能力：肿瘤膜包被实现同源性主动肿瘤细胞识别，结合EPR介导的被动肿瘤蓄积；(3) 强化按需药物释放：US刺激……### 实验材料本研究使用了mPEG-PLGA（货号M1452302，Aladdin）和C646（货号T2452，Tocris）。STR认证的细胞系KYSE-140、A2780、PC-3和RAW 264.6分别购自Procell和海星生物。四周龄雄性SPF级BALB/c裸鼠购自江苏华创信诺生物。细胞培养试剂，包括DMEM、RPMI 1640、胎牛血清、青霉素-链霉素抗生素和细胞冻存培养基……### 资助本研究得到福建省科技创新联合基金（编号2023Y9231）、山东省医药卫生科技计划项目（编号202403020320）、山东省医药卫生科技发展项目（编号202304050369）的资助。### 作者贡献J.X.和S.D.P.对本文工作做出了同等贡献。J.X.和S.D.P.设计了实验，分析了数据并撰写了手稿。Y.S.K.和L.P.W.完成了部分实验。Y.S.K.和H.J.M.提供了实验材料和设备。S.L.L.和Y.L.L.设计了实验，修订和润色了手稿，监督并协调了项目。所有作者均已阅读并批准手稿的最终版本。### 利益冲突作者声明无利益冲突。### CRediT作者贡献声明**hai jun Ma：** 验证、监督。**yan ling lv：** 可视化、监督、软件。**shi lin li：** 写作——审稿与编辑、可视化、调查、资金获取。**Jing Xu：** 写作——初稿、正式分析、数据管理、概念构思。**shu dong pang：** 写作——初稿、调查、概念构思。**ya sheng kang：** 验证。**Li ping wu：** 项目管理、方法论。### 利益竞争声明作者声明无利益冲突。### 致谢我们感谢Smartgenomics技术研究所提供的测序和生物信息学分析支持。我们亦感谢山东大学公共技术平台和山东省立第三医院转化医学中心提供的实验设施和技术协助。使用了豆包进行手稿语言润色。最终手稿已由全部作者彻底修订并批准，他们对……承担全部责任。Jing Xu | Shudong Pang | Yasheng Kang | Liping Wu | Haijun Ma | Yanling Lv | Shilin Li