卡巴他赛和喜树碱共载于pH敏感转铁蛋白靶向聚乙二醇化胆固醇基聚酰胺胺树状大分子中作为前列腺癌的协同组合

《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Cabazitaxel and camptothecin co-loaded in pH-sensitive transferrin-targeted, PEGylated cholesterol-based poly(amidoamine) dendrimers as a synergistic combination for prostate cancer

　　

将卡巴他赛（CBZ）和喜树碱（CPT）联合用于晚期前列腺癌的临床效用受到新出现的耐药性以及缺乏用于共递送的优化纳米载体的阻碍。研究人员研究了新型转铁蛋白（Tf）靶向纳米载体包封CBZ和CPT的潜力，旨在选择性地增强其在体外前列腺癌模型中的协同抗癌活性。研究人员的发现表明，在CBZ:CPT摩尔比为1:8的PC3-Luc细胞中，CBZ和CPT之间存在强大的协同相互作用（生长抑制百分比为87.42%，联合指数为0.12）。成功合成了带转铁蛋白的聚乙二醇化胆固醇基聚酰胺胺树状大分子，并观察到其在约10?μg/mL的阈值聚集浓度下自组装。CBZ的包封效率为88.35%，在酸性肿瘤条件（pH 5.5–6.4）下超过70%的载药量被释放。当荧光标记的CBZ与CPT混合并通过Tf靶向的PPSSCH递送时，其在PC3-Luc、DU145和LNCaP细胞中的细胞摄取分别增强了16.50倍、17.20倍和21.18倍。在转铁蛋白功能化的聚乙二醇化胆固醇基聚酰胺胺树状大分子中，使用优化的协同比例包封CBZ/CPT组合，使CBZ的抗增殖活性在这三种细胞系中分别显著增强了3.93倍、4.72倍和5.06倍。这些有前景的体外研究结果支持进一步对转铁蛋白靶向的聚乙二醇化胆固醇基PAMAM树状大分子用于CBZ-CPT共递送进行临床前（体内）评估。

前列腺癌是发达国家男性中最常见的恶性肿瘤之一，晚期患者常发展为激素抵抗性前列腺癌（HRPC）。多西他赛是HRPC的基石治疗，但耐药性不可避免，因此卡巴他赛（CBZ）作为第二代紫杉烷被批准用于多西他赛耐药患者。然而，CBZ同样面临耐药问题，且存在严重副作用如发热性中性粒细胞减少症。喜树碱（CPT）作为有效的喹啉生物碱，通过抑制DNA拓扑异构酶I发挥抗癌活性，但其水溶性差、快速清除及生理pH下内酯环失活等问题限制了临床应用。目前缺乏能够共递送化疗药物组合的优化纳米载体，因此研究人员开展本研究，旨在开发新型转铁蛋白（Tf）靶向的聚乙二醇化胆固醇基聚酰胺胺树状大分子（PPSSCH），共载CBZ和CPT，利用其协同作用增强对前列腺癌细胞的杀伤效果。该研究在PC3-Luc、DU145和LNCaP三种前列腺癌细胞系中验证了其体外疗效，论文发表在《Biomedicine》。

研究人员采用的关键技术方法包括：通过核磁共振氢谱（¹H NMR）和透射电子显微镜（TEM）表征树状大分子的化学结构和形貌；利用尼罗红荧光探针测定临界聚集浓度（CAC）；动态光散射（DLS）测量水动力尺寸和zeta电位；通过超声法共载药物并计算包封效率（%EE）；透析法评估pH依赖性药物释放；共聚焦显微镜和流式细胞术定量分析细胞摄取，并使用CellProfiler?自动图像处理系统定量核碎片；通过多种内吞途径抑制剂（如游离Tf、苯砷氧化物、非律平、秋水仙碱、多聚赖氨酸）探究摄取机制；MTT法测定抗增殖活性并计算IC₅₀。细胞系来源：PC3-Luc（Caliper Life Sciences）、DU145和LNCaP（美国典型培养物保藏中心ATCC）。

3.1 协同作用测定：通过MTT法在PC3-Luc细胞中评估CBZ与CPT的协同作用，发现CBZ:CPT摩尔比为1:8时，生长抑制率达87.42%，联合指数（CI）为0.12，表明强协同效应，且低浓度组合效果更优。

3.2 合成与表征：成功合成Tf靶向和非靶向PPSSCH，¹H NMR证实Tf成功偶联，TEM显示形成均匀的球形纳米囊泡结构（直径<1000 nm）。

3.3 自组装能力：Tf靶向PPSSCH的临界聚集浓度（CAC）约为10 μg/mL，表明其能在低浓度下自组装。

3.4 水动力尺寸与zeta电位：Tf靶向和非靶向PPSSCH的水动力尺寸为173–214 nm，多分散性指数（PDI）低（0.13–0.20），zeta电位为+5–8 mV，正电荷有利于与细胞膜相互作用。

3.5 包封效率：CBZ在Tf靶向PPSSCH中的包封效率为88.35%，而CPT仅为11.64%，差异源于CBZ亲脂性更高（log P=0.87）而CPT更极性（log P=?0.88）。

3.6 药物释放：CBZ和CPT从Tf靶向PPSSCH中的释放呈pH依赖性，在酸性条件（pH 5.5）下累积释放量最高（CBZ: 75.32%，CPT: 72.84%），在生理pH 7.4下释放较低，适合肿瘤微环境。

3.7 细胞摄取：共聚焦显微镜显示Tf靶向PPSSCH共载荧光标记CBZ和CPT后，在PC3-Luc和DU145细胞中荧光强度显著高于非靶向组和游离药物组。流式细胞术定量显示，在PC3-Luc、DU145和LNCaP细胞中，Tf靶向组的CBZ摄取较游离CBZ分别提高16.50、17.20和21.18倍。核碎片定量分析表明，Tf靶向组诱导的核碎片比例（79.09%）高于非靶向组（65.94%）。摄取机制研究显示，游离Tf预孵育可使细胞摄取降低14倍，多聚赖氨酸、苯砷氧化物和非律平也显著抑制摄取，而秋水仙碱抑制效果最弱，表明主要依赖转铁蛋白受体介导的内吞作用，同时涉及网格蛋白和小窝蛋白介导的途径。

3.8 体外抗增殖活性：MTT试验显示，Tf靶向PPSSCH共载CBZ和CPT后，在PC3-Luc、DU145和LNCaP细胞中的IC₅₀分别为10.96、9.36和7.24 nmol，较游离CBZ分别增强3.93、4.72和5.06倍，较游离CPT分别增强4.87、6.03和6.57倍，在所有细胞系中LNCaP细胞最敏感。

讨论部分总结：本研究证实了CBZ与CPT在低纳摩尔浓度下的强协同作用，优于文献报道的其它组合。Tf靶向的PPSSCH成功合成，其CAC值低，包封CBZ效率高，且能实现pH/氧化还原响应性释放，归因于树状大分子中的二硫键和肿瘤细胞内高谷胱甘肽（GSH）水平。细胞摄取和抗增殖活性在三种前列腺癌细胞系中均显著增强，其中LNCaP细胞效果最佳，可能与转铁蛋白受体1（TfR1）表达水平差异有关（LNCaP最高）。摄取机制表明Tf受体介导的内吞是主要途径，同时涉及网格蛋白和小窝蛋白途径。研究局限性包括缺乏体内实验、血液相容性和载体毒性评估。结论部分翻译如下：本研究揭示了Tf靶向的PPSSCH包封CBZ和CPT的协同混合物，在多种前列腺癌细胞系中选择性地诱导了更高的肿瘤条件药物释放、细胞摄取和体外抗增殖活性。此外，这种新型纳米载体在PC3-Luc前列腺癌细胞中诱导了核碎片。这些纳米制剂非常有前景，将支持进一步利用临床前模型和体内研究作为晚期前列腺癌选择性递送策略的评估。