《International Journal of Pharmaceutics》：Transferrin functionalization enhances prostate cancer cell uptake and cytotoxicity of cabazitaxel-loaded polymeric nanoparticles
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前列腺癌（PCa）是全球男性第二大常见癌症，化疗治疗可能因副作用和超敏反应而疗效有限。卡巴他赛（CTX）是用于治疗前列腺癌的抗肿瘤药物，但其选择性低且存在不良反应，限制了患者的依从性和疗效。在此背景下，转铁蛋白（Tf）功能化聚合物纳米粒作为一种针
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前列腺癌（PCa）是全球男性第二大常见癌症，化疗治疗可能因副作用和超敏反应而疗效有限。卡巴他赛（CTX）是用于治疗前列腺癌的抗肿瘤药物，但其选择性低且存在不良反应，限制了患者的依从性和疗效。在此背景下，转铁蛋白（Tf）功能化聚合物纳米粒作为一种针对在前列腺癌细胞中过表达的转铁蛋白受体（TfR）的潜在靶向治疗策略应运而生。本研究将卡巴他赛包封于转铁蛋白（Tf）功能化的聚己内酯（PCL）聚合物纳米粒中，并在前列腺癌细胞系中评估其体外活性。为此，研究人员开展了一项研究，以确定制剂特征方面的最佳制备条件。纳米粒采用纳米沉淀法，以丙酮为溶剂，在表面活性剂泊洛沙姆188存在下制备。转铁蛋白通过共价键结合至纳米粒表面的PEG-PCL-马来酰亚胺部分。转铁蛋白功能化纳米粒的平均粒径为123.9 nm ± 1.13，多分散指数（PDI）为0.168 ± 0.11，Zeta电位为?11.43 mV ± 1.89，包封效率（EE%）为79.6% ± 6.8。电泳分析中，游离转铁蛋白在80 kDa附近呈现条带，功能化纳米粒的洗脱液中亦观察到相应条带，表明蛋白质已附着于纳米粒。圆二色光谱结合荧光光谱分析证明，偶联后蛋白质结构完整性得以保持。显微技术（SEM和AFM）揭示了纳米粒的球形形态，AFM进一步通过功能化纳米粒表面粗糙度的变化确认了偶联成功。体外释放研究表明，非功能化和转铁蛋白功能化的PCL基纳米粒均在192 h内实现卡巴他赛的持续释放，证实了这些系统在长效药物递送方面的潜力。在细胞培养实验中，L929细胞系中观察到的高细胞活力证明了所开发系统的安全性，而DU145和PC3细胞系中细胞活力的显著降低则证明了包封对所开发系统细胞毒性的增强作用。转铁蛋白（Tf）功能化显著提高了体外毒性和细胞内化效率。PC3细胞系中的细胞内化百分比高于DU145细胞系，这与文献报道的该细胞系中TfR表达水平更高相一致。包封和功能化展现出作为主动药物靶向载体的潜力，因为其相比游离药物提高了细胞毒性。这一发现代表了制剂开发和方法学的重要进展，有望增强治疗效果，同时减少药物的全身性副作用。
论文解读文章
一、研究背景与意义
前列腺癌是全球男性最常见的恶性肿瘤，也是发达国家男性癌症相关死亡的第二大原因。据估计，未来20年内新诊断癌症病例的比例将增加70%。转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）长期以来缺乏有效治疗手段，直至2004年多西他赛被批准为一线化疗药物，紫杉烷类化疗才成为晚期前列腺癌治疗的关键组成部分。
卡巴他赛（CTX）是第三代紫杉烷类药物，是多西他赛的半合成结构类似物，基于对多西他赛无响应的小鼠肿瘤异种移植模型的临床前研究而开发。CTX是首个在多西他赛治疗失败后显示生存获益的药物，于2010年获得FDA批准作为mCRPC的二线治疗药物。然而，CTX具有亲脂性，需用吐温80（聚山梨酯80）配制，该表面活性剂可能引起超敏反应。临床研究还报告了CTX相对于多西他赛更高的毒性和不良反应。Shao等（2025）的荟萃分析表明，CTX与显著的血液学毒性相关，尤其是中性粒细胞减少症。Kreis等（2021）的研究显示，61%接受卡巴他赛治疗的患者在最初8个月内需要某种形式的血液学毒性治疗。此外，市售制剂Jevtana?给药前需要两步稀释，稀释后室温下必须在8小时内完成静脉输注。高毒性、复杂的配制过程和有限的稳定性限制了其在临床癌症治疗中的应用，亟需开发具有更优安全性和耐受性的CTX制剂。
纳米技术药物递送系统可增强疏水性药物的溶解度并降低其毒性。在众多药物递送平台中，聚合物纳米粒因其多功能性和生物相容性而备受关注。聚ε-己内酯（PCL）是一种可生物降解的合成聚合物，是高度通用的药物递送材料。纳米粒还可通过表面功能化赋予更高的特异性——通过添加肽和蛋白质等化学基团或物质，使其能够通过识别靶细胞中过表达的特定受体来提高对靶细胞的特异性。转铁蛋白受体（TfR1）在前列腺癌细胞系（如PC3和DU145）中过表达，因此转铁蛋白（Tf）成为前列腺癌靶向治疗的理想配体。尽管PEG-PCL纳米胶束负载CTX已在肺癌中有所研究，但据研究人员所知，尚无转铁蛋白功能化聚合物纳米粒用于前列腺癌卡巴他赛递送的报道。本研究旨在开发并表征基于卡巴他赛的转铁蛋白功能化聚合物纳米结构，并在前列腺癌细胞系中评估其体外活性。
二、研究设计与方法概述
研究人员采用纳米沉淀法（溶剂置换法）制备纳米粒，以丙酮为溶剂溶解PCL聚合物和卡巴他赛，将有机相滴入含有泊洛沙姆188的稀释PBS缓冲液水相中，通过比较不同的添加方式（手动滴加和玻璃滴定管）和搅拌蒸发条件（轨道振荡器和磁力搅拌器，不同温度）确定最佳制备条件。转铁蛋白通过Traut's试剂硫醇化后，与纳米粒表面的PEG-PCL-马来酰亚胺部分通过硫醚键共价偶联。研究采用了多种表征技术，包括动态光散射（DLS）测定粒径和Zeta电位、气相色谱（GC）测定残留丙酮、高效液相色谱（HPLC）测定包封效率、SDS-PAGE电泳、荧光光谱和圆二色光谱（CD）验证蛋白结构完整性、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）观察形态、差示扫描量热法（DSC）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析化学相互作用。体外释放实验采用Franz扩散池系统。细胞实验使用非致瘤细胞系L929和两种人前列腺癌细胞系DU145和PC-3（均来自里约热内卢细胞库，ATCC认证），通过MTT法评估细胞活力，通过流式细胞术定量细胞摄取。
三、研究结果
制备条件优化与纳米粒理化性质表征。 研究人员系统比较了5种不同制备条件（表2），通过粒径、PDI、Zeta电位和残留丙酮含量筛选最佳方案。转铁蛋白功能化纳米粒的平均粒径为123.9 nm ± 1.13，PDI为0.168 ± 0.11，Zeta电位为?11.43 mV ± 1.89，包封效率为79.6% ± 6.8，表明纳米粒具有均一的尺寸分布和良好的药物负载能力。
转铁蛋白偶联验证与蛋白结构完整性分析。 SDS-PAGE电泳中，游离转铁蛋白在80 kDa附近呈现条带，功能化纳米粒洗脱液中观察到对应条带，证实蛋白已附着于纳米粒。圆二色光谱结合荧光光谱分析表明，偶联后蛋白的二级和三级结构完整性得以保持，说明功能化过程未损害转铁蛋白的天然构象。
纳米粒形态与表面特征分析。 SEM和AFM显微技术揭示了纳米粒的球形形态。AFM进一步通过功能化纳米粒表面粗糙度的变化确认了偶联成功，表明转铁蛋白确实存在于纳米粒表面。
体外药物释放行为。 体外释放研究表明，非功能化和转铁蛋白功能化的PCL基纳米粒均在192小时内实现卡巴他赛的持续释放，证实了该系统作为长效药物递送载体的潜力。
细胞活力与安全性评估。 MTT实验中，L929细胞系中观察到的高细胞活力证明了所开发系统的安全性。相比之下，DU145和PC3前列腺癌细胞系中细胞活力显著降低，证明了包封对细胞毒性的增强作用。功能化转铁蛋白显著提高了体外毒性和细胞内化效率。
细胞摄取分析。 流式细胞术定量结果显示，PC3细胞系中的细胞内化百分比高于DU145细胞系，这与文献报道的PC3细胞系中TfR表达水平更高相一致，验证了转铁蛋白功能化介导的主动靶向摄取机制。
四、讨论与结论
本研究表明，纳米粒的包封和转铁蛋白功能化展现出作为主动药物靶向载体的显著潜力，相比游离药物显著提高了细胞毒性。转铁蛋白功能化纳米粒通过受体介导的内吞作用增强了对TfR过表达的前列腺癌细胞的靶向递送，提高了药物的细胞内浓度和治疗效果。该制剂策略有望增强治疗效果，同时减少药物的全身性副作用，代表了前列腺癌靶向化疗制剂开发的重要进展，为未来体内研究和临床转化奠定了基础。
