分享自:

基于ATRA衍生的脂质纳米颗粒共递送siCYP26A1以克服实体瘤分化治疗中的代谢限制

期刊:Journal of Controlled ReleaseDOI:10.1016/j.jconrel.2025.113933

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:


作者及机构
该研究由Huan Yang、Yiyao Pu、Xueyi Hu、Haili Zhang、Shiyi Li、Wei Zhang、Meiwan Chen、Heyang Zhang、Rongrong Jin*和Yu Nie*共同完成。主要作者来自四川大学生物医学工程学院国家生物材料工程研究中心(National Engineering Research Center for Biomaterials, College of Biomedical Engineering, Sichuan University),其他合作单位包括四川大学华西医院(West China Hospital, Sichuan University)、澳门大学中华医药研究院(University of Macau)以及荷兰莱顿大学(Leiden University)。研究发表于Journal of Controlled Release,2025年6月4日在线发表,卷384,文章编号113933。


学术背景
该研究聚焦于分化治疗(differentiation therapy)在实体瘤中的应用挑战。全反式维甲酸(all-trans retinoic acid, ATRA)在急性早幼粒细胞白血病(APL)治疗中表现出显著疗效,但在实体瘤中效果有限,主要由于以下问题:
1. 靶向性差:ATRA在肿瘤部位积累不足;
2. 代谢过快:细胞色素P450酶(尤其是CYP26A1)会快速降解ATRA,其半衰期仅30-45分钟;
3. 协同性不足:现有策略中,ATRA与代谢抑制剂(如siRNA)的递送往往不同步,削弱了协同效应。

研究团队提出了一种新型纳米共递送系统,通过叶酸(folic acid, FA)修饰的透明质酸(hyaluronic acid, HA)包被的脂质纳米颗粒(lipid nanoparticles),同时负载ATRA和靶向CYP26A1的小干扰RNA(siCYP26A1),命名为FRA/siCYP26A1。该系统旨在通过以下机制提升疗效:
- 循环积累:ATRA上调叶酸受体β(FRβ)表达,促进FA介导的纳米颗粒内吞;
- 代谢抑制:siCYP26A1沉默CYP26A1,减少ATRA降解;
- 协同递送:确保药物与基因同步到达同一细胞。


研究流程与实验设计
研究分为以下六个主要步骤:

  1. 纳米颗粒设计与合成

    • ATRA衍生脂质纳米颗粒(RA):通过共价偶联ATRA与阳离子脂肽(RLS),形成自组装纳米颗粒(RDA),负载效率(LE)比物理包封法提高5倍。
    • HA-FA复合物:通过化学交联将FA修饰到HA上,增强靶向性。
    • 三元复合物(FRA/siRNA):将HA-FA包被于RA/siRNA复合物表面,优化质量比(HA-FA:siRNA=1.8)后,粒径为220.2 nm,电位-14 mV。
  2. 体外验证

    • 共定位分析:通过荧光标记(FITC-HA-FA和Cy5-siRNA)证明共递送系统(FRA/siCYP26A1)比共混系统(FRA/siScr + FR/Cy5-siScr)更高效,Pearson相关系数(Rr)提高31.6%。
    • 代谢抑制:qPCR和Western blot显示,FRA/siCYP26A1使CYP26A1 mRNA表达降低340倍(相比RA/siScr),且蛋白表达显著下调。
    • ATRA积累:HPLC检测显示,FRA/siCYP26A1处理的神经母细胞瘤(SK-N-BE (2))细胞内ATRA浓度比游离ATRA高10倍,比临床使用的13-顺式维甲酸(13-cisRA)高10.2倍。
  3. 分化诱导效应

    • 标志物表达:qPCR检测神经分化标志物(NEFM、TUBB3、NSE),FRA/siCYP26A1组表达量比游离ATRA组高1.2-1.6倍。
    • 形态学变化:免疫荧光显示TUBB3蛋白表达增强,细胞突触长度增加2.7倍;尼罗红染色证实脂滴积累增加70%。
  4. 体外抗肿瘤效果

    • 细胞周期:流式细胞术显示FRA/siCYP26A1将G0/G1期细胞比例提升至62.5%(对照组55.3%)。
    • 迁移抑制:划痕实验表明,FRA/siCYP26A1对SK-N-BE (2)细胞迁移的抑制率达55.9%(对照组完全愈合)。
  5. 体内抗肿瘤实验

    • 神经母细胞瘤模型:瘤内注射FRA/siCYP26A1后,肿瘤抑制率达90.2%,显著高于游离ATRA(57.6%)。免疫组化显示CYP26A1表达接近正常水平,油红染色证实脂滴积累。
    • 原位肝癌模型:尾静脉注射后,生物发光成像显示肿瘤抑制率77.4%,肝功能和血液学指标均正常。
  6. 安全性评估

    • 组织病理学(H&E染色)和血液学分析(ALT、AST、IL-6等)未发现显著毒性。

主要结果与逻辑关联
- 纳米颗粒设计:RA的高负载效率(5倍提升)和HA-FA的靶向性为后续递送奠定基础。
- 共递送优势:共定位实验证明同步递送的必要性,代谢抑制实验(qPCR/Western blot)直接支持ATRA积累的数据(HPLC)。
- 分化与抗肿瘤:分化标志物表达和脂滴积累(尼罗红染色)与细胞周期阻滞(流式)和迁移抑制(划痕实验)形成因果链。
- 体内验证:两种动物模型的结果一致,且安全性数据支持临床转化潜力。


结论与价值
1. 科学价值:首次提出“共递送ATRA与siRNA以调控肿瘤内ATRA浓度”的策略,解决了分化治疗在实体瘤中的代谢限制问题。
2. 应用价值:FRA/siCYP26A1在神经母细胞瘤和肝癌中均表现出高效低毒特性,为临床转化提供新思路。
3. 方法论创新:ATRA衍生脂质纳米颗粒(RDA)和HA-FA包被技术具有普适性,可扩展至其他难溶性药物与基因的共递送。


研究亮点
1. 循环积累机制:ATRA→FRβ上调→FA介导内吞→更多ATRA积累,形成正反馈。
2. 协同设计:化学偶联(RDA)与物理包封(HA-FA)结合,兼顾负载效率与靶向性。
3. 多模型验证:涵盖体外细胞、异种移植瘤和原位肝癌模型,数据全面。


其他有价值内容
- 研究中开发的FITC-HA-FA标记技术和** redox响应型siRNA释放系统**(基于二硫键断裂)可应用于其他纳米递送研究。
- 补充材料中提供了详细的siRNA序列(Supplementary Table S1)和引物信息(Table S2),便于同行重复实验。


(报告总字数:约1800字)

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com