双靶向仿生纳米颗粒用于增强多酚素B的递送效果，协同诱导胃癌细胞发生铁死亡和免疫性细胞死亡

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Dual-Targeted Biomimetic Nanoparticles for Enhanced Delivery of Polyphyllin B Synergistically Induce Ferroptosis and Immunogenic Cell Death in Gastric Cancer

胃癌耐药性难题及新型纳米疗法研究。

　　胃癌（GC）是全球范围内发病率和死亡率均较高的恶性肿瘤之一，其治疗面临诸多挑战。传统化疗药物在胃癌治疗中常因耐药性、全身毒性以及靶向性不足而效果有限。尽管多菲利辛B（PB）显示出对胃癌的抗肿瘤活性，但其在临床应用中仍受到全身毒性及靶向性差等问题的限制。为此，研究人员开发了一种双靶向纳米颗粒（Ma/HA@NP），其表面包覆了胃癌细胞膜（Ma）和透明质酸（HA），以提高生物相容性、免疫逃逸能力和同源靶向能力。这种纳米颗粒不仅增强了PB的释放效率，还通过激活免疫原性细胞死亡（ICD）促进了树突状细胞（DC）成熟和细胞毒性T细胞（CTL）的激活，从而进一步提升了抗肿瘤免疫反应。同时，干扰素-γ（IFN-γ）的释放进一步抑制了细胞外的半胱氨酸摄入，协同放大了铁死亡（ferroptosis）效应。

在体内实验中，采用尾静脉注射的方式向小鼠体内投递Ma/HA@NPs-PB，结果显示该双靶向纳米颗粒在原位胃癌模型中实现了85.4%的肿瘤抑制率，并且与游离PB相比，显著降低了全身毒性。这些结果表明，这种双靶向平台能够有效提升PB的递送效率，并通过铁死亡与免疫原性细胞死亡的协同作用，为胃癌治疗提供了一种具有前景的策略。

胃癌的早期诊断困难，多数患者在晚期才被发现，这大大限制了手术治疗的效果，并促使治疗依赖于系统性药物治疗。当前胃癌的治疗方案主要包括铂类药物、氟尿嘧啶衍生物以及针对PI3K/Akt和MAPK信号通路的靶向治疗药物。然而，随着药物耐受性的出现，这些治疗方法的临床效果逐渐受到挑战。此外，PB作为一种天然产物，虽然在多种癌症中表现出抗肿瘤活性，但其对GPX4的非特异性结合会导致显著的肝毒性，从而限制了其治疗窗口。为了解决这些问题，开发新型的药物递送系统以提高PB的靶向性并减少其全身毒性成为当务之急。

双靶向纳米颗粒（Ma/HA@NP）的设计灵感来源于细胞膜仿生技术。通过膜融合技术，这些纳米颗粒能够逃避巨噬细胞系统的清除，延长其在体内的循环时间，并继承来源细胞的同源靶向能力，从而实现组织特异性聚集。例如，多发性骨髓瘤细胞膜包覆的纳米颗粒能够通过同源识别实现骨髓肿瘤靶向，而中性粒细胞膜包覆的纳米颗粒则能够结合炎症的脑微血管内皮细胞，实现对受损脑组织的靶向药物递送。此外，纳米颗粒表面修饰靶向配体的研究也正在探索中，以拓展其应用范围。基于这些进展，研究人员开发了一种基于功能化膜的仿生纳米颗粒系统，用于胃癌的协同靶向治疗。

透明质酸（HA）是一种低毒、高生物相容性的多糖，广泛应用于临床。在胃癌细胞中，CD44作为HA的主要受体，常被用作胃癌进展和转移的生物标志物。CD44不仅调控免疫细胞活动，还影响免疫原性细胞死亡（ICD）。HA的包覆能够与PB协同作用，通过增强铁死亡效应，进一步提高抗肿瘤效果。在此基础上，研究人员改进了单细胞膜包裹纳米颗粒的制备工艺，形成了HA和癌细胞膜双重靶向的纳米颗粒，这种纳米颗粒能够基于CD44和同源细胞膜的特性，特异性地靶向胃癌细胞，减少非靶向的可能性。

在体外实验中，研究人员通过动态光散射（DLS）和荧光成像、透射电镜（TEM）、考马斯亮蓝染色和Western blot等方法，对HA@NPs和Ma/HA@NPs的大小和电位进行了分析，并进一步确认了其组成。结果表明，HA@NPs的直径在210到480纳米之间，而Ma/HA@NPs的直径则在142到255纳米之间。通过调整HA的浓度，研究人员发现当HA浓度低于0.15%时，纳米颗粒的形成并未观察到；而随着HA浓度的增加，纳米颗粒的尺寸逐渐减小。然而，当HA浓度超过0.45%时，包封效率开始下降。因此，研究人员选择了0.45%的HA浓度进行后续实验，并发现药物与材料的重量比为1:10时，PB的包封效率达到最大值，为91.34%±2.3%。同时，药物负载率约为7.4%和6.6%。这些数据表明，尽管PB的负载量显著低于纳米颗粒总质量，但该系统仍能实现有效的药物释放。

在体内实验中，研究人员通过注射方式将纳米颗粒引入携带HGC27肿瘤的小鼠体内，并通过近红外成像系统观察其在体内的分布情况。结果显示，虽然未包覆的纳米颗粒（NP）的尺寸较小，但HA@NPs和Ma/HA@NPs在肿瘤部位的聚集更为显著。这表明，这种双靶向策略能够显著增强纳米颗粒的肿瘤靶向能力，提高治疗效果。此外，通过组织切片和免疫组化分析，研究人员发现Ma/HA@NPs-PB在肿瘤部位的分布更为集中，而对正常组织的损害则相对较小。

为了评估Ma/HA@NPs-PB的体内抗肿瘤活性和生物相容性，研究人员将PB、HA@NPs-PB和Ma/HA@NPs-PB分别注射到携带HGC27肿瘤的小鼠体内，并在不同时间点测量肿瘤体积和重量。结果显示，PB、HA@NPs-PB和Ma/HA@NPs-PB均能显著抑制肿瘤生长，其中Ma/HA@NPs-PB的抑制率最高，达到85.41%。此外，通过对血液指标的检测，研究人员发现PB会导致ALT和AST的升高，表明其对肝脏功能的损害。而HA@NPs-PB和Ma/HA@NPs-PB则未引起显著的肝功能异常，说明其在体内具有良好的生物相容性。

综上所述，这项研究成功开发了一种基于HA和癌细胞膜的双靶向纳米颗粒系统（Ma/HA@NP），通过优化HA和癌细胞膜的比例，实现了理想的纳米颗粒大小和药物负载能力。该系统不仅表现出良好的生物相容性和延长的循环时间，还能通过诱导铁死亡和激活免疫原性细胞死亡（ICD）的协同效应，显著提升对胃癌的治疗效果。与游离PB相比，该双靶向纳米颗粒能够更有效地靶向胃癌细胞，减少全身毒性，同时延长药物在体内的作用时间，提高药物的生物利用度。体外和体内的实验结果均表明，Ma/HA@NPs-PB在抑制肿瘤生长方面表现出显著优势，并且能够有效保护正常细胞，减少治疗副作用。这些发现不仅为PB的靶向递送提供了新的策略，也为基于铁死亡和免疫治疗协同作用的抗肿瘤药物开发开辟了新的方向。