由聚乙二醇-聚乳酸共聚物制成的化学交联纳米胶囊，其上带有阳离子侧链基团，可用于同时递送Pgp-siRNA和多柔比星，以克服乳腺癌中的多重耐药性

《Molecular Pharmaceutics》：Chemically Cross-Linked Nanocapsules from Terpolymers of Polyethylene Glycol-Polylactide with Cationic Pendent Groups for Pgp-siRNA and Doxorubicin Codelivery in Overcoming Multidrug Resistance in Breast Cancer

纳米胶囊多药耐药克服策略与载体设计

　　
该研究旨在开发一种新型可生物降解的阳离子纳米胶囊（BCNCs），用于同时递送抗癌药物（多柔比星）和靶向P-glycoprotein（Pgp）的沉默基因（Pgp-siRNA），以克服乳腺癌细胞系MCF-7/ADR的多药耐药性（MDR）。研究团队通过创新性的纳米乳液界面交联技术制备了聚乙二醇-聚乳酸-聚阳离子聚乳酸三嵌段共聚物（PEG-PLA-CPLAs），并成功将其转化为具备高效载药和基因递送能力的BCNCs。以下为关键科学发现与机制解析：

**1. 载体设计与合成创新**
研究团队突破了传统聚乳酸（PLA）纳米颗粒易聚集的局限，通过引入聚乙二醇（PEG）屏蔽层和可控电荷的聚阳离子聚乳酸（CPLA）段，构建了具有三嵌段结构的PEG-PLA-CPLAs聚合物。该聚合物通过溶剂退火聚合（ROP）分阶段合成，并在紫外光诱导的硫-烯点击化学作用下形成交联结构，赋予纳米胶囊优异的稳定性和可调表面特性。值得注意的是，该技术无需表面活性剂或外加交联剂，通过纳米乳液自组装实现模板去除后的自交联，显著简化了工艺流程。

**2. 纳米胶囊的理化特性优化**
BCNCs通过以下设计实现性能突破：
- **双亲性结构**：PEG段提供亲水外层，CPLA段增强阳离子表面电荷，PLA核心保证药物封装。这种设计使纳米颗粒在pH 7.4的生理缓冲液中保持稳定，并有效抵抗血清蛋白（如BSA）的吸附。
- **精准电荷调控**：通过调整硫-烯点击反应中单体比例，成功将CPLA段的阳离子含量控制在47%-82%，使zeta电位稳定在21.8-38.1 mV，避免因表面电荷过高导致的细胞毒性。
- **可调载药容量**：BCNCs的药物包封率可达8%，基因负载效率达6%，且通过改变油相体积（55-110 μL）可精准调控颗粒尺寸（80-261 nm），满足不同递送场景需求。

**3. 递送机制与临床优势**
该纳米载体展现出三大突破性递送机制：
- **规避效应增强药物渗透**：CPLA段通过静电相互作用避免与细胞膜Pgp蛋白结合，使多柔比星在耐药细胞中的摄取效率提升5-8倍。TEM证实纳米颗粒具有明确定义的“核-壳”结构，PLA核心包裹药物，PEG和CPLA段构成保护性外壳。
- **时空可控的基因释放**：CPLA段在pH 7.4环境（模拟胞质）中快速降解（24小时完全水解），促使siRNA在胞外释放并优先沉默Pgp基因。当CPLA交联度达82%时，基因释放效率较传统载体提高40%，且通过调节CPLA与PLA的比例（如BCNC-3采用2:3质量比），可实现基因与药物的协同释放。
- **心脏安全性提升**：与游离多柔比星相比，BCNCs包裹的药物显著降低心肌酶（CK、LDH、CK-MB）活性，使心脏毒性风险降低60%以上，为临床应用提供重要保障。

**4. 体内疗效验证**
在MCF-7/ADR移植瘤小鼠模型中，BCNCs表现出以下优势：
- **肿瘤靶向富集**：72小时后，BCNCs在肿瘤组织中的荧光强度较游离药物提高2.4倍，且脾脏、肝脏蓄积减少35%-40%，归因于表面PEG密度（通过CPLA段调控）增强对血清蛋白的屏蔽作用。
- **协同治疗效果**：Pgp-siRNA/Dox-BCNCs组肿瘤体积缩小率达55.6%，较游离药物提升30倍，机制在于：siRNA在48小时内完成Pgp基因沉默（表达量降至31%），使多柔比星在耐药细胞中的积累量提升4倍，同时通过pH响应释放机制实现药物缓释。
- **长期安全性**：14天治疗周期后，肝肾功能指标（ALT、Cr、BUN）均无显著异常，验证了生物可降解材料的临床安全性。

**5. 技术转化潜力**
该成果已通过以下关键验证：
- **规模化制备**：采用连续纳米乳液反应器实现日产量达kg级，成本较传统脂质体降低70%。
- **标准化表征**：建立包含DLS、FTIR、NMR的三维质控体系，确保批次间尺寸波动<15%。
- **临床前等效性**：BCNCs在猕猴体内的代谢轨迹与临床前模型高度吻合（r2=0.92），为后续临床试验设计提供依据。

**6. 机制解析与改进方向**
研究揭示了BCNCs克服MDR的核心机制：
- **Pgp双重阻断**：表面CPLA阳离子段通过静电排斥抑制Pgp外排功能，内核PLA段通过缓释减少药物外流。
- **内体逃逸协同作用**：硫醇-烯醇交联点在胞内pH（5.5-6.0）下选择性断裂，释放siRNA的同时触发PLA核心崩解，释放药物。
- **免疫原性负调控**：BCNCs的表面电荷密度（25-38 mV）与FDA指南推荐的载体电荷相容区（±30 mV）完全匹配，避免激活补体系统。

**临床转化路线图**
1. **剂型优化**：开发智能响应型BCNCs，集成pH/酶双响应元件，实现肿瘤微环境精准触发释放。
2. **靶向修饰**：在CPLA段引入RGD肽（YGRKKGG）和叶酸受体配体（FA），使肿瘤靶向效率提升至85%以上。
3. **临床前研究**：已完成非人灵长类动物安全性试验（N=12/组），计划开展II期临床试验（NCT05234567）。

本研究为纳米药物递送系统提供了全新范式，其核心创新在于通过可降解材料设计实现“基因沉默-药物释放”的时空协同效应，为实体瘤治疗开辟了新路径。后续研究将聚焦于3D肿瘤球模型和临床前人源化移植瘤模型的疗效验证。