《International Journal of Nanomedicine》：Research Progress on Tumor Microenvironment-Responsive siRNA Nanocarriers: Design Strategies, Delivery Efficiency, and Future Perspectives
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RNA干扰（RNAi）介导的基因沉默已成为一种有前景的癌症治疗策略。小干扰RNA（siRNA）是一类小的调控RNA，能在转录后水平通过序列特异性方式识别并降解互补的信使RNA（mRNA），在调控基因表达中发挥关键作用。然而，由于siRNA生理稳定性差、易被酶降
RNA干扰（RNAi）介导的基因沉默已成为一种有前景的癌症治疗策略。小干扰RNA（siRNA）是一类小的调控RNA，能在转录后水平通过序列特异性方式识别并降解互补的信使RNA（mRNA），在调控基因表达中发挥关键作用。然而，由于siRNA生理稳定性差、易被酶降解、无法有效跨细胞膜、存在非特异性脱靶效应以及免疫刺激等问题，其体内递送仍面临巨大挑战。克服这些障碍并提高siRNA在靶细胞中的基因沉默效率对于RNAi技术的临床转化至关重要。近年来，肿瘤微环境（TME）响应性纳米载体作为一种策略引起了广泛关注，该策略旨在提高siRNA稳定性、增强其在肿瘤部位的富集和渗透、促进细胞摄取并推动高效基因沉默。本综述全面总结了TME响应性siRNA递送纳米载体的设计原理和功能特性，重点关注五大刺激因素：pH、缺氧、酶、谷胱甘肽（GSH）和活性氧（ROS）。研究人员批判性地分析了现有纳米载体系统的优势和局限性，通过汇总表提供了比较性见解，并讨论了包括多刺激响应系统、联合疗法和临床转化挑战在内的未来方向。本综述旨在为理解和推进用于肿瘤治疗的TME响应性siRNA纳米载体提供一个系统性框架。
概述体内siRNA递送系统
RNA干扰机制
siRNA通过RNA干扰（RNAi）机制抑制特定基因的表达。合成siRNA或被Dicer酶加工后的双链RNA进入细胞质，与Argonaute蛋白形成RNA诱导沉默复合体（RISC）。随后，反义链通过互补碱基配对引导mRNA切割，实现目标基因沉默。由于RISC可循环利用，siRNA介导的基因沉默可在细胞内持续数天甚至数周。
理想siRNA纳米载体的特征
理想的体内siRNA递送载体应具备以下特征：良好的生物安全性且无显著免疫反应；较长的体内循环时间并能保护siRNA免受核酸酶降解；高效的肿瘤部位富集和深层组织穿透能力；高水平的肿瘤细胞摄取以及有效的内涵体逃逸能力。
体内siRNA递送面临的挑战
尽管siRNA治疗潜力巨大，但仍需克服多重生理屏障。基于实体瘤独特血管结构产生的增强渗透与滞留（EPR）效应可使纳米载体被动蓄积于肿瘤组织，但传统纳米载体仍面临肿瘤渗透有限、细胞摄取不足以及内涵体逃逸效率低下等重大挑战。
TME响应性纳米载体
酸响应纳米载体
肿瘤微环境（TME）的pH值（6.5-6.9）相较于正常组织（7.2-7.5）呈弱酸性。酸响应纳米载体的构建主要利用含酸响应基团的材料、酸响应化学键或酸响应DNA序列。例如，利用含酸响应基团的聚合物（如聚甲基丙烯酸二异丙氨基乙酯，PDPA）可通过质子海绵效应促进内涵体逃逸。基于亚胺键等多级pH响应脂质体系统，可在TME弱酸性环境下断裂，暴露细胞穿透肽，增强肿瘤深部渗透和细胞摄取。此外，富含胞嘧啶（C）的DNA序列可在内涵体酸性条件下形成四链体i-基序（i-motif）结构，作为动态开关打开四面体纳米盒，释放负载的siRNA。
乏氧响应纳米载体
约90%的实体瘤存在乏氧区域。乏氧导致肿瘤细胞中还原酶（如硝基还原酶和偶氮还原酶）高表达。常用的乏氧响应基团包括2-硝基咪唑和偶氮苯。2-硝基咪唑在正常氧条件下为疏水性分子，在乏氧条件下被还原酶转化为亲水性的2-氨基咪唑，导致纳米颗粒解体并释放siRNA。偶氮苯基团同样可在乏氧环境下被还原裂解，常用于构建脂质体等乏氧响应平台，用于共递送siRNA和其他治疗剂。
酶响应纳米载体
肿瘤发展过程中某些酶（如基质金属蛋白酶MMPs和组织蛋白酶）的表达和活性改变，为设计酶响应递送载体提供了机会。酶响应反应通常更快、更高效且更具特异性。基于MMPs响应的系统常利用可被MMP-2或MMP-7切割的多肽序列（如GPLGLAGC或PLGL）连接载体组分，在肿瘤部位酶解释放siRNA。基于组织蛋白酶响应的系统则利用可被半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（caspase-3）等切割的底物序列（如DEVD），实现细胞内触发释放。
谷胱甘肽响应纳米载体
肿瘤细胞内谷胱甘肽（GSH）浓度至少是正常细胞的4倍，这为设计GSH响应纳米载体提供了选择性窗口。最常用的GSH响应聚合物材料是含二硫键的聚合物。当纳米载体进入肿瘤细胞后，高浓度的GSH会断裂二硫键，导致载体解体并快速释放siRNA。此策略也应用于靶向肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的还原响应纳米平台。
活性氧响应纳米载体
肿瘤组织中活性氧（ROS）水平升高。常见的ROS响应聚合物材料包括含苯硼酸/苯硼酸酯、硫醚键、硒醚键或碲醚键的聚合物。例如，含苯硼酸酯的聚合物在ROS作用下由疏水转变为亲水，诱导纳米载体溶解并释放siRNA。含硫缩酮（TK）键的聚合物可在ROS作用下断裂，常用于与光动力疗法（PDT）结合，实现协同治疗。含硒和碲的聚合物因具有更弱的Se-Se和Te-Te键而对ROS更为敏感。
多重TME响应
除了单一响应系统，研究者还构建了多重TME响应纳米载体以提高递送效率。最常见的是pH和还原双重响应系统。例如，利用聚组氨酸（PHis）链段的质子海绵效应促进内涵体逃逸，同时利用二硫键的还原响应性在细胞质中释放siRNA。
不同TME响应纳米载体的比较
五种TME响应纳米载体各有优缺点。pH响应系统适用性广但特异性有限；乏氧响应系统特异性强但存在肿瘤内异质性挑战；酶响应系统动力学快、特异性高但受患者间酶表达差异影响；GSH响应系统利用浓度梯度优势但二硫键裂解动力学相对较慢；ROS响应系统灵敏度可调但基线ROS水平在不同肿瘤类型间差异大。多重响应系统提供最佳时空控制，但设计和制造复杂。
siRNA疗法的联合策略
将siRNA基因沉默与其他抗癌疗法联用已显示出协同效应。主要包括：siRNA联合化疗、siRNA联合光动力疗法（PDT）、siRNA联合化学动力学疗法（CDT）、siRNA联合免疫治疗以及siRNA联合一氧化氮（NO）疗法。
响应性纳米载体的制备方法
常见制备方法包括自组装、纳米沉淀法、微乳液/复乳液法、层层自组装法和原位聚合法。关键考量因素包括批次一致性、可放大性、保持siRNA完整性以及去除有机溶剂和表面活性剂。
响应性纳米载体的表征技术
关键表征技术涵盖：尺寸和表面电荷测定（动态光散射DLS、纳米颗粒追踪分析NTA、Zeta电位）；形貌观察（透射电镜TEM、扫描电镜SEM、原子力显微镜AFM）；化学组成确认（傅里叶变换红外光谱FTIR、X射线光电子能谱XPS、核磁共振波谱NMR）；药物/siRNA负载与释放分析（高效液相色谱HPLC、紫外可见光谱UV-Vis、荧光标记）；体外刺激响应性验证；以及细胞摄取与内涵体逃逸评估（共聚焦显微镜、流式细胞术）。
