《International Journal of Nanomedicine》：Nanoparticle-Based miRNA Therapeutics in Breast Cancer Highlighting Design Strategies and Translational Potential
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乳腺癌仍然是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其显著的分子异质性和治疗耐药性持续限制着长期的临床成功。尽管靶向治疗的进展改善了患者的预后，但肿瘤复发、全身毒性和药物耐药性仍然是主要的临床挑战。微小RNA（microRNA，miRNA）已成为有前景的治疗分子，因为
乳腺癌仍然是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其显著的分子异质性和治疗耐药性持续限制着长期的临床成功。尽管靶向治疗的进展改善了患者的预后，但肿瘤复发、全身毒性和药物耐药性仍然是主要的临床挑战。微小RNA（microRNA，miRNA）已成为有前景的治疗分子，因为它们能够调节涉及增殖、凋亡、上皮-间充质转化、转移和治疗耐药的多个致癌通路。临床前研究表明，恢复肿瘤抑制性miRNA或抑制致癌性miRNA可以抑制肿瘤生长、降低转移潜能并增强治疗敏感性。然而，其临床应用受到稳定性差、快速酶促降解、有限的细胞摄取和低效的细胞内递送的阻碍。纳米医学的最新进展使得多功能纳米颗粒平台得以开发，这些平台有效解决了上述局限性。脂质纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、树枝状大分子和无机纳米载体已展现出保护miRNA免受降解、延长全身循环时间、增强肿瘤特异性积累、促进细胞摄取以及促进内涵体逃逸以实现高效胞质释放的能力。此外，靶向型和刺激响应型纳米载体，以及将miRNA与常规治疗药物相结合的联合策略，已在乳腺癌临床前模型中显示出令人鼓舞的治疗效果。本综述总结了用于乳腺癌的纳米颗粒介导的miRNA递送系统的最新进展，重点介绍了治疗性miRNA的生物学作用、当前纳米载体的设计与性能及其转化潜力。同时讨论了基于miRNA的纳米医学在临床实施中面临的当前挑战和未来展望。总体而言，纳米颗粒赋能的miRNA疗法代表了推进乳腺癌精准医学和下一代个性化治疗策略的一个有前景的平台。
引言
乳腺癌的分子异质性
乳腺癌是全球女性中最常见的恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的主要原因之一。尽管早期诊断和筛查项目的普及提高了生存率，但许多患者确诊时已处于晚期，死亡率仍然很高。乳腺癌的高度分子异质性显著影响肿瘤行为、治疗反应和临床结局。根据基因表达谱和受体状态，乳腺癌通常分为几种主要分子亚型，包括管腔A型（luminal A）、管腔B型（luminal B）、人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）富集型和三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）。这些亚型在信号通路、增殖能力、转移潜力和对特定疗法的敏感性方面存在显著差异。因此，理解乳腺癌的分子异质性对于开发更精确和个性化的治疗方法至关重要。
传统治疗策略的局限性
多年来，手术切除、化疗、放疗和激素治疗一直是乳腺癌治疗的基本方法。化疗依赖于靶向快速分裂细胞的细胞毒性药物，但由于这些药物也会损伤健康细胞，会引起严重的副作用。此外，化疗药物耐药性的发展限制了治疗的长期有效性。放疗在局部肿瘤控制方面有效，但对周围组织的损伤和放射抵抗性亚群的出现是显著的缺点。激素治疗对雌激素受体（estrogen receptor，ER）阳性亚型有效，但对ER阴性或TNBC无效。分子生物学的进步使癌症治疗能够靶向细胞表面受体、信号通路和基因表达调控水平。尽管如此，在靶向治疗的发展和临床应用过程中，治疗耐药性是不可避免的。
RNA疗法的进展
基于RNA的疗法因其精确调控基因表达的能力而成为现代分子医学中一种有前景的策略。非编码RNA在控制包括增殖、分化和凋亡在内的许多细胞过程中发挥关键作用。miRNA是长度约为19-25个核苷酸的非编码RNA分子，通过在转录后水平抑制基因表达来调节细胞功能。在癌症生物学中，miRNA主要分为两类：致癌miRNA通过抑制肿瘤抑制基因来促进细胞分裂、侵袭和转移；肿瘤抑制性miRNA则通过抑制癌基因来调节细胞死亡通路。
纳米颗粒递送miRNA在乳腺癌中的重要性
基于miRNA的治疗方法作为精准肿瘤学的一种有前景的策略引起了越来越多的关注。然而，这些疗法的成功临床实施需要有效的递送系统来保持miRNA的稳定性并确保其有效运输到肿瘤组织。纳米颗粒介导的递送平台已成为提高miRNA治疗效果的有力技术解决方案。通过增强miRNA在全身循环中的稳定性并保护它们免受核酸酶介导的降解，这些载体提高了它们的治疗潜力。此外，靶向递送至癌细胞和高效的细胞摄取进一步优化了治疗效果，同时最大限度地减少了对健康组织的脱靶效应。
miRNA的生物学与治疗潜力
miRNA的生物发生与基因调控机制
miRNA的生物发生是一个发生在细胞核和细胞质中的复杂过程。在细胞核中，miRNA基因由RNA聚合酶II转录形成初级miRNA（primary miRNA，pri-miRNA），随后由Drosha和DGCR8蛋白组成的微处理器复合体切割成约70个核苷酸长度的前体miRNA（precursor miRNA，pre-miRNA）。pre-miRNA通过Exportin-5和Ran-GTP从细胞核转运至细胞质，在那里被Dicer酶切割形成双链RNA。其中一条链被选为指导链并整合入RNA诱导沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC），另一条链通常被降解。RISC通过Argonaute蛋白识别靶信使RNA（messenger RNA，mRNA），抑制翻译或切割mRNA。
miRNA靶向治疗策略
miRNA修复策略旨在恢复病理条件下表达降低或完全缺失的miRNA的功能。miRNA模拟物是合成设计的双链RNA寡核苷酸，在结构上类似于内源性miRNA双链体。肿瘤抑制性miRNA中，miR-34家族因参与p53信号通路而成为研究最广泛的例子之一。miRNA沉默策略旨在抑制异常上调的致病miRNA的活性，主要通过使用与靶miRNA序列完全互补的单链反义寡核苷酸来实现。抗miRNA寡核苷酸（antagomir）、锁核酸（locked nucleic acid，LNA）和miRNA海绵（miRNA sponge）是实现高效miRNA沉默的主要分子平台。
乳腺癌中的肿瘤抑制性miRNA
肿瘤抑制性miRNA是在正常条件下通过抑制癌基因过度激活来控制细胞周期进程和增殖的关键调节分子。在癌症中，这些miRNA经常通过表观遗传机制下调或沉默。miR-34家族是最具代表性的肿瘤抑制性miRNA之一，它是p53的直接转录靶点，通过激活p21来调节细胞周期停滞和凋亡。另一个重要的群体是miR-200家族，它通过调节上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）来抑制转移。乳腺癌的不同分子亚型表现出独特的miRNA失调模式，针对这些模式的纳米颗粒递送系统有望实现精准治疗。
miRNA疗法临床转化的生物学障碍
尽管具有巨大潜力，但基于miRNA的疗法在临床转化中存在显著的生物学障碍。全身给药的合成miRNA模拟物或抗miRNA寡核苷酸会被内源性核酸酶迅速降解，血浆半衰期通常只有几分钟。能够逃脱酶降解的分子会因分子量小而通过肾脏快速清除。到达肿瘤部位的分子面临低效的细胞内转运问题，因为miRNA带负电的亲水特性使其难以通过被动扩散穿过疏水的细胞膜。此外，通过内吞作用内化的未修饰miRNA可能会被困在酸性溶酶体中降解。安全性问题同样突出，未靶向的miRNA可能在健康组织中异常沉默基因或激活免疫细胞上的Toll样受体，引发严重免疫反应。
用于miRNA疗法的纳米颗粒递送系统
纳米颗粒递送的优势与设计标准
纳米颗粒不仅能物理保护miRNA等敏感分子，还能优化其生物学行为。纳米颗粒制剂为miRNA提供了靶向递送、增加稳定性、控制释放和在肿瘤微环境中增强治疗效果等多重优势。纳米颗粒的设计需要优化粒径、表面电荷、生物相容性、生物可降解性、聚乙二醇化（PEGylation）和配体添加等参数。粒径是决定生物分布的最关键参数，20-100纳米的粒径范围通常被认为是实现肿瘤组织最佳积累的目标。
纳米颗粒递送中的靶向机制
被动靶向基于实体瘤特有的高通透性和滞留效应（enhanced permeability and retention effect，EPR效应）。肿瘤组织快速生长导致新生血管结构缺陷，内皮细胞之间存在较大间隙，同时肿瘤组织内的淋巴引流系统受损，这使得纳米颗粒能够从血管渗漏并滞留在肿瘤组织中。主动靶向策略通过将配体（如抗体、肽、适配体和小分子）偶联到纳米颗粒表面，使其能够特异性结合靶细胞上过表达的受体，通过“锁钥”机制触发受体介导的内吞作用。
用于miRNA递送的重要纳米颗粒平台
有机纳米颗粒中，脂质纳米颗粒（lipid nanoparticle，LNP）是目前最先进且经临床验证的核酸递送载体。LNP由四种关键脂质成分按精确化学计量比组成：可电离脂质、胆固醇、辅助磷脂和聚乙二醇化脂质。聚合物纳米颗粒因其结构多功能性、生物可降解性和易于修饰的表面化学性质而成为有吸引力的替代方案。聚乳酸-羟基乙酸共聚物（poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA）是少数获得FDA批准的生物医学应用聚合物之一。无机纳米颗粒，如金纳米颗粒、介孔二氧化硅纳米颗粒和磁性纳米颗粒，具有独特的光学、磁性和电学特性，可实现诊疗一体化应用。杂化纳米颗粒系统，特别是脂质-聚合物杂化纳米颗粒，整合了聚合物核心的高载药能力和结构稳定性与脂质壳层的生物相容性和长循环优势。
纳米颗粒介导的miRNA递送的机制方面
纳米颗粒递送系统通过静电结合或疏水封装策略保护miRNA免受血清核酸酶的快速降解。静电结合利用带正电的阳离子聚合物或脂质与带负电的miRNA之间的吸引力形成稳定的多聚复合物或脂质复合物。氮磷比是成功递送的关键参数。疏水封装特别适用于涉及难溶性化疗药物的联合治疗策略。
