《Gels》：In Situ Gelling of TPZ-Loaded Nanogel for Sustained Intratumoral Delivery and Enhanced Cancer Immunotherapy
编辑推荐：
TPZ（Tirapazamine，替拉扎明）是一种缺氧激活抗癌剂，可在缺氧肿瘤微环境中发挥选择性细胞毒性。尽管TPZ瘤内注射可实现局部抗肿瘤活性，但该药物易于从注射部位快速扩散并被清除，限制其长期滞留，从而降低治疗持久性与总体疗效。为实现TPZ在皮下肿瘤中的持
TPZ（Tirapazamine，替拉扎明）是一种缺氧激活抗癌剂，可在缺氧肿瘤微环境中发挥选择性细胞毒性。尽管TPZ瘤内注射可实现局部抗肿瘤活性，但该药物易于从注射部位快速扩散并被清除，限制其长期滞留，从而降低治疗持久性与总体疗效。为实现TPZ在皮下肿瘤中的持续释放与延长滞留，研究人员开发了负载TPZ的热敏纳米凝胶（TPZ@PNA-TNG）。将3 mg/mL TPZ与6 wt% PNA-TNG充分混合，所得制剂在瘤内注射后能够实现TPZ的连续缓慢释放，从而产生良好的治疗效果。研究人员采用倒置瓶法（inverted vial method）与流变学测量考察了TPZ@PNA-TNG的溶胶-凝胶相变行为。体内抗肿瘤研究表明，单次给予TPZ@PNA-TNG可有效抑制肿瘤进展，在14天周期内肿瘤体积降至初始大小的0.72 ± 0.04倍。机制上，TPZ@PNA-TNG显著增强抗肿瘤免疫应答，抑制肿瘤细胞增殖，促进凋亡与抗血管生成，并最终在皮下肿瘤内诱导广泛缺血性坏死。此外，得益于PNA-TNG的延长瘤内滞留能力，TPZ@PNA-TNG实现了TPZ的持续局部递送，从而在维持良好生物相容性的同时，显著降低TPZ相关的全身毒性与不良反应。上述发现凸显了TPZ@PNA-TNG在癌症治疗中的应用潜力。
研究背景与立项依据
乳腺癌是全球女性最常见恶性肿瘤及癌症死亡首要原因，传统手术、化疗、放疗、免疫治疗与分子靶向治疗多为单模态，难以根治且不良反应明显。TPZ作为缺氧响应前药，需在肿瘤缺氧区激活产生DNA损伤与细胞死亡，临床常依赖TACE（经导管动脉化疗栓塞）人为制造缺氧以激活，适用范围与疗效一致性受限；既往TPZ递送系统（缺氧响应核壳聚合物纳米粒、ROS响应树状大聚胶、常规注射水凝胶）或依赖全身循环蓄积、或易被清除、或局部滞留不足。研究人员提出以热敏纳米凝胶PNA-TNG为载体，室温液态可注射、生理温度溶胶-凝胶转变形成原位储库，开展瘤内单次给药实现TPZ持续释放、延长滞留、降低全身暴露并激活免疫微环境的研究，论文发表于《Gels》。
主要关键技术方法
研究人员以BALB/c小鼠构建4T1皮下乳腺癌模型（肿瘤体积150–200 mm3分组），设NS、PNA-TNG、TPZ溶液、TPZ@PNA-TNG四组，瘤内给药（TPZ剂量10 mg/kg，100 μL，第1/3/5/7天共4次，观察14天）。表征技术包括透射电镜（TEM）观察核壳形貌、动态光散射（DLS）与ζ电位测温度依赖粒径/电位、傅里叶变换红外光谱（FTIR）证结构、流变学（储能模量G′/损耗模量G″）定相变温度、紫外-可见分光光度法（UV-Vis）定量TPZ与释放度、倒置瓶法判溶胶-凝胶、MTT测细胞毒、溶血试验评血液相容、ELISA测TNF-α/IL-1β/IFN-γ/IL-6/HMGB1、免疫荧光（TUNEL/Ki67/VEGF/CD31/CD3/CD8/CD4/CRT）析凋亡增殖血管与免疫浸润、H&E与生化（ALT/AST/Cr/BUN）评生物安全。
研究结果
2.1 PNA-TNG表征：TEM示均匀核壳，DLS示25 ℃粒径141.77 ± 4.8 nm、37 ℃缩至78.82 ± 3.1 nm，ζ电位由?29.12 mV转+5.84 mV；FTIR确认酰胺I（1638 cm?1）/酰胺II（1542 cm?1）/羧基（1690 cm?1）官能团；流变显示剪切变稀；6 wt%分散液25 ℃溶胶、37 ℃凝胶且在40 ℃内稳定，确立载药基质浓度。
2.2 TPZ@PNA-TNG表征：筛选TPZ 1/3/5/7 mg/mL，3 mg/mL组相变适宜（37 ℃成胶）、10天不分层、微观均匀，选为最优；包封率（EE%）约66%、载药量（DL%）约11%，三批RSD<5%；流变G′/G″交叉温度即相变点；UV最大吸收270 nm；升温至37 ℃粒径由825.46 ± 12.23 nm降至131.96 ± 8.4 nm，ζ电位由?1.6 mV转+35.5 mV，透光率降；pH 5.8酸性释放快于pH 7.4/8.8，契合肿瘤乳酸酸化微环境。
2.3 体内抗肿瘤效力：4T1皮下模型中TPZ@PNA-TNG组肿瘤体积14天降至初始0.72 ± 0.04倍，优于TPZ单药与空白对照；H&E示该组核固缩与坏死最广，证实温度/pH双响应储库增效。
2.4 肿瘤微环境评估：TUNEL绿荧光最强、Ki67/VEGF/CD31信号最低，示凋亡↑、增殖↓、血管生成↓；CD3?/CD8?/CD4?T细胞浸润增多，CRT膜转位、TNF-α/IL-1β/IFN-γ/IL-6/HMGB1均上调，表明TPZ缺氧杀伤释放抗原协同纳米凝胶免疫调节，重塑抗肿瘤免疫微环境。
2.5 生物相容性：心肝脾肺肾H&E无病理损伤，ALT/AST/Cr/BUN与对照无差；溶血率<4%；PNA-TNG对4T1存活率>80%，TPZ@PNA-TNG<20%；小鼠体重平稳，全身毒性显著低于游离TPZ。
讨论与结论翻译
研究人员在结论中指出，本研究成功构建热敏纳米凝胶TPZ@PNA-TNG用于局部乳腺癌治疗；该体系具明确核壳纳米结构、温度响应溶胶-凝胶转变及酸性pH触发持续释放特性。瘤内注射后凭借可注射性与原位成胶实现药物耐久滞留与连续局部补给，提升瘤内浓度并减少全身暴露。在4T1模型中有效抑制增殖与血管生成、诱导广泛坏死凋亡，免疫组化与细胞因子分析伴T细胞浸润增加及促炎/抗肿瘤因子升高，提示对肿瘤免疫微环境潜在调制作用；体内安全评价确认良好生物相容性与低全身毒性。局限在于皮下短期模型未评生存/转移、缺直接缺氧与TPZ活化证据、缺药代与滞留成像、瘤内注仅限于可及实体瘤；未来需流式/Western blot明通路，补长期生存、复发、分布与慢性毒理研究。该热敏纳米凝胶平台为乳腺癌局部干预与临床转化提供实验基础。
