乳铁蛋白与纳米技术协同策略：胶质母细胞瘤靶向治疗的新进展

《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Lactoferrin and Nanotechnology: New Insights Into Glioblastoma Therapy

　　

目的：本综述旨在通过整合乳铁蛋白（lactoferrin，LF）与纳米技术，探索多形性胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM）的新兴治疗策略，重点强调改善药物穿越血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）递送的机制。

方法：研究人员系统回顾了已发表的关于LF基纳米载体及其生物学机制的研究，重点关注LF的分子相互作用、肿瘤靶向能力，以及能够提高药物生物利用度和选择性的纳米级递送系统的设计。

结果：LF是一种铁结合糖蛋白，具有抗微生物、抗氧化和抗肿瘤特性，可与低密度脂蛋白受体相关蛋白-1（low-density lipoprotein receptor-related protein-1，LRP1）相互作用，从而使其能够穿越BBB并被胶质母细胞瘤细胞优先摄取。整合LF的纳米载体系统提高了化疗药物的溶解度、血液循环半衰期（与游离药物相比通常延长2至5倍）和治疗性能，同时将全身毒性降至最低。研究表明，LF基纳米颗粒可诱导凋亡、抑制肿瘤生长（在正位GBM模型中肿瘤体积缩小约40%至70%），并增强GBM模型的放射敏感性。

结论：LF为靶向胶质母细胞瘤治疗提供了一个有前景的分子平台。与纳米载体技术整合后，它可增强抗癌药物的疗效、稳定性和安全性。LF-纳米载体联合策略代表了改善多形性胶质母细胞瘤治疗结局的一种合理且创新的策略。

1 Introduction

胶质母细胞瘤（GBM）是最常见且高度恶性的脑肿瘤，标准治疗仍以手术切除联合放疗及替莫唑胺（TMZ）化疗（Stupp方案）为主，但耐药性和血脑屏障（BBB）的存在严重制约疗效。乳铁蛋白（LF）作为铁结合糖蛋白，可与低密度脂蛋白受体相关蛋白-1（LRP1）结合，从而跨越BBB并靶向GBM细胞。多种LF修饰的纳米平台已显示出穿透BBB和抑制肿瘤生长的潜力，例如LF包裹钒配合物、LF自组装双氢青蒿素/吲哚菁绿纳米粒等。LF不同于转铁蛋白、angiopep-2等常规靶向配体，兼具抗肿瘤、抗炎、抗氧化及免疫调节等内在活性，且可同时靶向BBB内皮细胞和GBM细胞上的LRP1及乳铁蛋白受体，因而具有双重靶向能力。

2 Glioma

中枢神经系统肿瘤约95%发生于脑内，其中约四分之三起源于胶质细胞。成人弥漫性胶质瘤是最常见的恶性肿瘤类型。低级别胶质瘤5年生存率可达80%，而高级别者则低于5%，所有胶质瘤均呈侵袭性生长且难以治愈。

2.1 Classification of Glioma

近年来分子标志物已成为胶质瘤诊断和分型的核心依据。2021年世界卫生组织（WHO）分类仅保留三种成人弥漫性胶质瘤：IDH突变型星形细胞瘤、IDH突变型少突胶质细胞瘤，以及IDH野生型胶质母细胞瘤。

2.2 Glioblastoma Multiforme

GBM约占中枢神经系统肿瘤的14.7%和胶质瘤的56.5%，中位生存期约一年，常见于50～70岁人群，男性发病率更高。标准治疗为手术切除后辅以TMZ化疗和放疗；TMZ通过诱导DNA甲基化损伤杀死肿瘤细胞，但常引起血液学毒性。治疗失败的主要原因是胶质瘤干细胞（GSCs）介导的耐药及BBB/血肿瘤屏障（BTB）阻碍药物递送。新兴策略包括干细胞疗法、聚合物递送系统、工程T细胞、治疗性疫苗和聚焦超声（FUS）等。

3 Lactoferrin

LF是转铁蛋白家族中的非血红素铁结合糖蛋白，广泛存在于母乳、泪液、支气管黏液和消化液中，也可由活化中性粒细胞释放。人乳铁蛋白（hLF）与牛乳铁蛋白（bLF）结构和功能相似。LF具有抗病毒、抑菌、抗氧化和免疫调节活性，可通过诱导I型干扰素、增强自然杀伤（NK）细胞功能来抵抗感染。此外，LF可抑制原发肿瘤生长和肺转移。在脑靶向方面，LF可利用受体介导的转胞吞作用穿过BBB；例如将LF包封于介孔二氧化硅纳米粒中，可实现跨BBB的受体介导内吞，用于阿尔茨海默病（AD）的诊疗。

3.1 Anti-Inflammatory and Immunomodulatory Activities

LF通过受体介导内吞进入宿主细胞并定位于细胞核，调控炎症相关基因转录，下调白细胞介素6（IL-6）等促炎细胞因子，从而发挥抗炎和免疫调节作用，并改善铁代谢异常。

3.2 Application in Cancer Therapy

LF基因改变与癌症风险相关，外源性LF可通过破坏细胞膜、诱导凋亡和周期阻滞抑制多种肿瘤。LF的等电点约8.0～8.5，生理条件下带正电，易与带负电的癌细胞膜结合。LF可与CD14、CXCR4、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPGs）、intelectin-1、LRP1/CD91及Toll样受体（TLR2/4）等结合，这些受体在癌细胞表面高表达，因此LF可作为靶向配体。例如，将紫檀芪（PTS）负载于经LF和硫酸软骨素（CS）双重修饰的固体脂质纳米粒中，可增强乳腺癌疗效；LF骨架的口服纳米-微粒递送系统（NIMDs）可抑制结直肠癌中NF-κB、p-AKT等信号通路；LF修饰的镓配合物纳米粒可改善肿瘤微环境并激活免疫。

4 LF and Glioblastoma

高迁移率族蛋白B1（HMGB1）在肿瘤微环境中促进GBM进展，甘草酸（GL）可抑制HMGB1但药代动力学较差，LF-GL偶联物可通过靶向乳铁蛋白受体（LFRs）抑制GBM血管生成和肿瘤生长。bLF通过下调波形蛋白、SNAIL，上调钙黏蛋白并抑制IL-6/STAT3通路，阻断GBM细胞迁移。LF-肝素偶联物可经口服穿越BBB样屏障，并在GBM动物模型中显示出抗肿瘤疗效。GBM中LRP1高表达，其配体angiopep-2被广泛用于靶向药物递送；例如pH敏感聚合物囊泡共载金纳米粒和多柔比星并修饰angiopep-2，在U87-MG移植瘤模型中增强了放疗与化疗的协同效果。但LRP1表达在不同GBM分子亚型间存在差异，提示需要个体化靶向策略。

4.1 Nanocarrier-Based Lactoferrin Therapy for GBM

BBB几乎阻止所有大分子和98%的小分子药物入脑，而纳米颗粒（NPs）可包载药物并跨越BBB。多种LF纳米载体已用于GBM治疗，包括金配合物LF-C2纳米粒、负载多柔比星的LF偶联超小介孔二氧化硅颗粒（USLP-LF）、油胺包覆Fe₃O₄磁性纳米粒（LF-M-PAEEP-PLLA-NPs）用于MRI成像、RGD/LF双修饰脂质体递送多西他赛、TMZ负载LF纳米粒（TMZ-LFNPs）、Aurora激酶B siRNA负载LF纳米粒、LF/叶酸修饰PLGA纳米粒、LF-聚合物囊泡共载多柔比星和粉防己碱等。这些研究表明LF纳米载体可增强BBB穿透、肿瘤靶向和抗肿瘤效果。此外，LF与转铁蛋白、angiopep-2等配体相比，具有双重靶向和内在抗肿瘤活性的互补优势。目前仍存在纳米粒稳定性、规模化生产、免疫原性、配体密度标准化等挑战。值得注意的是，LF与三苯基膦修饰的二