基于鱼精蛋白纳米胶囊的眼内肿瘤基因递送新策略:开启眼部肿瘤治疗新征程

【字体: 时间:2025年04月12日 来源:Drug Delivery and Translational Research 5.7

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  为解决传统眼内肿瘤治疗副作用大、复发率高的问题,研究人员开展了以鱼精蛋白纳米胶囊(NCs)作为基因递送载体治疗眼内肿瘤的研究。结果显示,NCs 能有效结合核酸、低毒且可透过角膜屏障。这为眼内肿瘤治疗提供了新的潜在方案。

  眼内肿瘤严重威胁着人们的视力与生命健康,就像隐藏在眼睛里的 “定时炸弹”。其中,葡萄膜黑色素瘤(UM)是成年人中最常见的原发性眼内肿瘤,主要出现在脉络膜、睫状体或虹膜 。目前,标准的非手术治疗方法是放疗和玻璃体内注射药物化疗,但这些方法存在令人不适的副作用和较高的复发率,治疗效果不尽人意。在这样的困境下,研究人员迫切需要寻找一种更有效的治疗策略,基因治疗应运而生。
来自西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉大学(University of Santiago de Compostela)、奥维耶多大学(University of Oviedo)等机构的研究人员,针对眼内肿瘤的治疗难题展开了深入研究。他们致力于开发鱼精蛋白纳米胶囊作为潜在的基因递送载体,期望为眼内肿瘤的治疗带来新的突破。这项研究成果发表在《Drug Delivery and Translational Research》上,为该领域的发展提供了重要的参考。
研究人员在开展研究时,运用了多种关键技术方法。在纳米胶囊的制备上,采用溶剂置换技术来制备鱼精蛋白纳米胶囊;通过光子相关光谱(PCS)、激光多普勒测速仪(LDA)和扫描透射电子显微镜(STEM)等手段对纳米胶囊进行形态和理化特性表征;利用琼脂糖凝胶电泳研究核酸的结合与释放;借助细胞培养技术,在二维的 UM 细胞系和三维的重建人角膜上皮(RhCE)模型上进行细胞毒性、细胞摄取、转染以及上皮屏障完整性和通透性等实验研究 。
下面来详细看看研究结果:
  • 鱼精蛋白纳米胶囊的理化特性:研究人员通过溶剂置换法制备出鱼精蛋白纳米胶囊,该胶囊由均匀的空白颗粒组成,粒径小于 250nm,多分散指数(PDI)低,表面带正电 。加入核酸后,纳米胶囊粒径略有增加,表面电荷变为负电,且 STEM 图像显示其仍为球形颗粒,结构稳定。
  • 核酸的结合与释放:通过琼脂糖凝胶电泳分析发现,鱼精蛋白纳米胶囊能有效结合核酸,在模拟泪液(SLF)中,较低的质粒 DNA(pDNA)负载量(1% (w/w))结合更有效且稳定,同时该纳米胶囊具有在生物介质中持续释放核酸的能力。此外,与其他核酸(如 miRNA)结合时效率更高。
  • 纳米胶囊的稳定性:在 4°C 储存一个月后,空白和负载核酸的鱼精蛋白纳米胶囊均能保持其理化特性。在细胞培养基和模拟泪液中,虽然在稀释时会出现一些变化,但总体稳定性良好,在模拟泪液中至少 30min 内保持稳定,满足与角膜上皮相互作用的理论时间要求。
  • 细胞毒性研究:在 UM 癌细胞中进行的代谢实验表明,鱼精蛋白纳米胶囊在 24h 和 48h 的孵育后不影响细胞活力,具有良好的生物相容性,其细胞毒性特征与其他用于眼部给药的聚合物纳米系统相似。
  • 细胞摄取与转染研究:用 5 - 羧基四甲基罗丹明(5 - TAMRA)标记的纳米胶囊研究发现,其能有效内化进入 UM 细胞,通过共聚焦显微镜和流式细胞术检测发现,约 36% 的 UM 细胞呈阳性。在转染实验中,负载 pDNA 的纳米胶囊能使 UM 细胞表达增强型绿色荧光蛋白(EGFP),证明其具有转染能力,但转染效率有待进一步优化。
  • 3D 角膜模型的屏障完整性和通透性:在 3D 角膜模型上进行的实验显示,鱼精蛋白纳米胶囊处理后,角膜上皮的跨上皮电阻(TEER)值在 30min 处理后与阴性对照相当,4h 后虽有所下降但仍高于 750Ω?cm2,表明上皮完整性得以保留。同时,通过荧光测量发现纳米胶囊能透过角膜模型,且不会对上皮屏障造成永久性损伤。
综合上述研究结果,研究人员得出结论:优化后的鱼精蛋白纳米胶囊作为一种储库型聚合物纳米系统,在不同生物相关介质中具有令人满意的短期和长期稳定性,能够高效内化进入细胞,并且在不引起分层人角膜模型永久性改变的情况下实现透化作用 。该纳米胶囊与不同核酸的结合,为眼内肿瘤的基因治疗提供了一种有前景的替代方案,有望成为通过眼黏膜进行基因递送的潜在候选者。然而,虽然研究取得了重要进展,但仍需要进一步实验来优化纳米胶囊的转染能力,为其临床前开发奠定更坚实的基础。这项研究为眼内肿瘤的治疗开辟了新的方向,为未来攻克这一难题带来了新的希望,推动了眼部肿瘤治疗领域的发展,具有重要的科学意义和临床应用价值。
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