综述:刺激响应性超分子水凝胶用于紫杉醇递送的研究进展与展望

【字体: 时间:2025年04月23日 来源:Aspects of Molecular Medicine

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  这篇综述系统阐述了温度/pH双响应性超分子水凝胶(thermosensitive/pH-responsive supramolecular hydrogels)作为紫杉醇(PTX)递送平台的创新价值,重点分析了其通过sol-gel相变实现局部缓释的特性,以及在克服传统化疗系统性毒性、多药耐药性(MDR)和肿瘤微环境(TME)穿透等挑战中的应用潜力。

  

分子层面的PTX作用机制

凋亡诱导机制

紫杉醇通过稳定β-微管蛋白抑制微管解聚,导致G2/M期细胞周期阻滞。线粒体途径中,PTX上调促凋亡蛋白Bax并抑制Bcl-2,引发细胞色素c释放和caspase-9/caspase-3级联反应。同时通过死亡受体Fas激活外源性凋亡通路,形成协同杀伤效应。活性氧(ROS)的过量生成进一步强化p53介导的凋亡信号。

抗增殖机制

除诱导凋亡外,PTX通过破坏纺锤体组装检查点(SAC)阻滞有丝分裂,并抑制PI3K/AKT和NF-κB等促生存通路。其独特之处在于能调控ABC转运蛋白表达,逆转肿瘤细胞的多药耐药性,并通过抑制VEGF信号发挥抗血管生成作用。

前沿PTX温敏递送系统

双响应明胶基水凝胶

采用寡聚磺胺嘧啶(OSM)修饰的明胶水凝胶在pH 6.5的肿瘤微环境中实现63%的PTX缓释,在胶质母细胞瘤(GBM)模型中展现9天持续药效。而基于结冷胶(gellan gum)的氧化还原响应系统则通过调控L-半胱氨酸交联度,实现HER2+乳腺癌的精准治疗。

纳米晶负载型水凝胶

PTX纳米晶-泊洛沙姆407复合水凝胶(PTX-NCS-gel)在33.1°C快速凝胶化,显著抑制术后乳腺癌复发。三阴性乳腺癌(TNBC)治疗中,PTX-氯硝柳胺纳米晶体系使肿瘤生长抑制率达68.8%,并有效清除乳腺癌干细胞(BCSCs)。

联合给药系统

PTX/顺铂微球共载水凝胶实现50-60天双药缓释,对腹膜转移癌具有显著疗效。而PTX-去甲肾上腺素纳米粒与奥沙利铂联用,则通过调节肿瘤免疫微环境抑制肝癌腹水形成。

临床转化挑战

尽管温敏水凝胶能减少90%以上的系统毒性,但肿瘤异质性导致的穿透受限、聚合物引发的局部炎症反应仍是主要障碍。制造工艺上,聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)等材料的批次稳定性控制亟待突破。

未来展望

通过整合免疫调节剂(如PD-1抑制剂)和光敏剂(如Ce6),多功能水凝胶有望实现化疗-免疫-光动力协同治疗。针对转移性肿瘤,开发可注射型温敏微凝胶联合系统给药将是重要方向。

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