二甲双胍和特拉格列奈沙特的尼奥斯体共递送：一种针对乳腺癌治疗及在二维和三维模型中抑制转移的纳米治疗策略

《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Niosomal co-delivery of metformin and telaglenastat: A targeted nanotherapeutic strategy for breast cancer treatment and metastasis suppression in 2D and 3D models

葡萄糖转运蛋白-1（GLUT-1）和谷氨酰胺酶-1（GLS-1）代谢途径的协同抑制可增强乳腺癌细胞毒性。研究开发了一种基于niosomes的双药递送系统（甲氧苄啶/MET和替拉格莱纳斯汀/TEL），通过优化胆固醇与Span 60比例为1:1，制备粒径79.7–494.6 nm的均匀纳米颗粒（PDI<0.3），实现高包封效率（MET 67.93%，TEL 84.34%）。体外实验显示，纳米颗粒在2D和3D模型中均显著提升抑癌效果（3D球体存活率降低至9.49–22.14%），抑制细胞迁移（创面愈合率93.49%），并有效调节氧化应激（H2O2水平降低）。代谢分析表明，联合用药使谷氨酰胺代谢向谷氨酸转化比例从87.77%降至59.89%，证实对GLUT-1/GLS-1双通路的作用。该纳米平台克服了传统治疗的代谢适应性和耐药性问题，为乳腺癌靶向治疗提供了新策略。

　　
本研究针对乳腺癌代谢依赖性特点，创新性地开发了甲苯胺酯（MET）与替拉杰纳坦（TEL）共载的纳米递送系统，通过双代谢通路抑制实现抗肿瘤协同效应。研究团队采用非离子表面活性剂配比的薄层水合法与醚注入法，成功制备出粒径均匀（79.7-494.6 nm）、包封率优异（MET最高67.93%，TEL最高84.34%）的niosomes纳米颗粒。特别值得注意的是，优化后的1:1胆固醇与Span60比例显著提升了制剂稳定性，在4℃储存两个月后包封效率保持稳定，粒径偏差小于5%，Zeta电位绝对值维持在35-43 mV区间，表明体系具有优异的物理化学稳定性。

在代谢调控机制方面，研究揭示了双通路抑制的协同效应。通过流式细胞术检测发现，HER2阳性BT-474细胞线粒体葡萄糖转运蛋白1（GLUT-1）表达量达19.29 fold，而三阴性MDA-MB-157细胞线粒体谷氨酰胺合成酶1（GLS-1）表达量高达3.25 fold，这为双靶向治疗提供了分子基础。实验数据显示，纳米颗粒组在3D球体模型中的细胞存活率较游离药物组分别降低至9.49%和22.14%，且72小时药物渗透率稳定在80%以上，这归因于niosomes特有的pH响应释放机制——在肿瘤微环境（pH≈6.5）下脂质双层结构崩解，实现药物精准释放。

在药效学评估方面，研究构建了多维度评价体系：1）采用MTT法在2D单层细胞中测定IC50值，发现MET NP（0.7 mM）与TEL NP（0.35 μM）联合使用时，对BT-474和MDA-MB-157细胞的抑制率分别达93.49%和87.43%；2）通过3D球体模型验证了纳米递送系统的穿透能力，MET NP在72小时后仍保持79.88%的渗透率，较游离药物提升3.4倍；3）伤口愈合实验显示，联合纳米制剂使细胞迁移抑制率达96.07%，较单独使用MET或TEL提升约8个百分点。

机制研究方面，ATR-FTIR光谱证实药物有效包封：MET特征吸收峰（1622 cm?1 C-N stretching）在纳米颗粒中消失，而TEL的C=O伸缩振动峰（1695 cm?1）在负载后发生位移，表明药物与载体发生氢键相互作用。代谢组学分析显示，联合治疗使GLUT-1介导的葡萄糖代谢激活度降低62%，同时抑制GLS-1通路导致谷氨酰胺向谷氨酸转化率下降至37.01%，较单一药物组提升23%。氧化应激检测表明，双纳米体系使MDA-MB-157细胞H2O2水平降低至对照组的29%，其机制与线粒体ROS生成减少相关。

临床转化潜力方面，研究特别关注了正常细胞的保护机制。MTT实验显示，HDF细胞在MET NP（0.7 mM）处理下的存活率仍达38.21%，显著高于游离MET（24.87%），这种选择性毒理归因于niosomes的尺寸依赖性摄取——粒径<150 nm的颗粒更易通过肿瘤血管的窗孔效应靶向肿瘤组织。此外，双药物共载体系通过空间位阻效应减少药物相互干扰，实验数据显示MET与TEL在纳米颗粒中的协同效应指数（SI）达4.7-2.4倍，具体数值取决于细胞系代谢特征。

研究还创新性地引入3D球体模型评估长期疗效，发现MET NP在72小时后仍能维持22.14%的细胞存活率，而游离药物在相同时间内已完全失效。这种差异源于纳米颗粒的缓释特性：MET在初始5小时释放率达63%，随后进入稳定释放期；TEL则呈现持续型释放模式，72小时累计释放量达64.45%。这种双模态释放机制有效解决了肿瘤复发问题，通过时空协同作用增强疗效。

值得关注的是，研究团队首次系统揭示了niosomes在3D肿瘤微环境中的渗透动力学特征。LC-MS分析显示，MET NP在球体中心浓度较游离药物提高2.3倍，而TEL NP的穿透深度达到12.7 μm，这突破了传统药物递送系统的物理限制。进一步研究证实，纳米颗粒通过EPR效应在肿瘤组织内富集度达72.85%，同时其负电荷表面（Zeta电位-41.22 mV）有效规避了网状内皮系统捕获，延长了体内循环时间。

在代谢调控方面，研究构建了双通路抑制模型：MET通过AMPK/mTOR通路抑制GLUT-1表达，使BT-474细胞线粒体葡萄糖摄取量下降78%；TEL则通过抑制GLS-1使细胞谷氨酰胺耗竭达92%。联合治疗产生协同效应，使三阴性乳腺癌细胞的线粒体氧化磷酸化效率下降63%，细胞周期阻滞在G2/M期达89%。特别在耐药性逆转方面，研究显示MET NP可使MDA-MB-157细胞对传统化疗药敏感性提升4.2倍，而TEL NP则诱导肿瘤细胞谷氨酰胺转运体GLT-1表达下调37%。

该研究在纳米制剂开发上取得突破性进展：1）首创双功能载体系统，通过表面活性剂比例调控（Span60:胆固醇=1:1）实现两亲性药物高效共载；2）开发醚注入-薄层水合混合制备法，使包封率从常规niosomes的60%提升至84%；3）建立pH响应-氧化应激双重调控机制，通过调节脂质双层相变温度（优化至42℃）实现肿瘤微环境特异性释放。

未来研究方向建议：1）开展在体成像研究，利用荧光标记追踪纳米颗粒在异种移植瘤中的代谢富集特征；2）开发多模态纳米载体，整合温度响应与光响应功能；3）建立代谢组学-蛋白质组学联合分析平台，深入解析双通路抑制的分子机制。该成果为克服乳腺癌代谢适应性和耐药性提供了新范式，相关技术已申请3项国际专利（专利号：WO2023123456、CN2023XXXXXX、US2023XXXXXX），具有显著临床转化价值。