双载药尼奥体-树状聚合物纳米平台增强替拉扎明对缺氧乳腺癌细胞的靶向递送

为解决乳腺癌缺氧微环境导致的化疗耐药问题，伊朗Tabriz大学研究团队开发了基于尼奥体(niosome)和PAMAM G5树状聚合物的双纳米递送系统N@P/T，通过计算机模拟与实验验证相结合，证实该系统可显著增强替拉扎明(TPZ)在缺氧条件下的细胞毒性（IC50降低10倍），并揭示HIF1A是TPZ作用的关键靶点，为克服肿瘤缺氧屏障提供了新策略。

　　

乳腺癌治疗面临的核心挑战之一，是肿瘤内部缺氧区域形成的"治疗盲区"。这些缺氧细胞不仅对常规化疗药物产生抵抗，还成为肿瘤复发和转移的"罪魁祸首"。传统药物如替拉扎明(TPZ)虽能在缺氧条件下被激活，但存在靶向性差、全身毒性大等问题。如何突破生理屏障，将药物精准递送至肿瘤最顽固的缺氧核心？这成为当前纳米药物研发的"圣杯"难题。

伊朗大不里士医科大学(Tabriz University of Medical Sciences)的研究团队在《Scientific Reports》发表创新成果，通过"俄罗斯套娃"式的双纳米设计——将TPZ装载于PAMAM G5树状聚合物(P/T)，再封装入尼奥体(niosome)形成N@P/T系统，成功实现药物在缺氧肿瘤的高效富集。研究采用"计算+实验"双轮驱动策略：先通过分子对接锁定TPZ与缺氧诱导因子HIF1A的5个高亲和力结合位点，再构建234.9 nm的球形纳米颗粒，最终使药物在酸性肿瘤环境(pH 5.8)的释放率提升至75%，较正常组织(pH 7.4)提高1.6倍。

关键技术包括：(1)STITCH数据库和COACH-D服务器预测TPZ-HIF1A相互作用网络；(2)薄膜水化法制备双载药纳米颗粒；(3)动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征纳米系统；(4)三维肿瘤球体模型评估穿透能力；(5)流式细胞术和qPCR分析凋亡机制。

主要研究结果

1. 计算机模拟揭示多靶点作用机制

   蛋白互作网络显示HIF1A是TPZ作用的核心节点(连接度12)，与TP53(14)、BCL2(11)等形成癌症通路簇。分子对接发现TPZ通过Ser/His残基与HIF1A的缺氧响应元件结合(Cscore=1.0)，这种特异性识别为纳米设计提供理论依据。

2. 双纳米系统实现高效载药

   

   制备的N@P/T呈均匀球形(TEM显示200 nm)，zeta电位-4.4 mV，通过FT-IR证实药物物理装载。尼奥体双层结构使载药效率达84%，酸性条件下48小时累积释放75%，符合零级动力学模型(R²=0.973)。

3. 显著增强抗癌效果

   MTT实验显示N@P/T的IC₅₀(14.14 μM)较游离TPZ降低10倍，流式检测显示其使晚期凋亡率升至44.85%。qPCR证实该体系可下调BCL2 7.3倍，上调BAX 16.3倍，同时使HIF1A表达降低1.86倍。

4. 三维模型验证穿透能力

   

   在50 μM浓度下，N@P/T处理72小时可使MDA-MB-231肿瘤球体体积显著缩小，电镜显示其能破坏球体核心结构，证实对缺氧区域的深度穿透。

这项研究开创性地将尼奥体的高载药量与树状聚合物的穿透优势相结合，通过计算机辅助设计优化靶向递送。其重要意义在于：(1)首次证实TPZ通过HIF1A-Ser/His位点实现缺氧选择性；(2)双纳米系统解决PAMAM的毒性和TPZ疏水性难题；(3)为临床克服肿瘤缺氧耐药提供可转化方案。作者建议未来可结合透明质酸靶向修饰，进一步优化该平台的临床应用前景。