大家好，今天给大家分享的文章是由河南大学的团队在 2022 年 10 月发表在Biomaterials 上的一篇文章，这篇文章主要构建了一种主动靶向性仿生纳米粒子 AngMNPs@(Dp44mT/Reg) ，该粒子可以穿过血脑屏障并用于 U87MG-luc 原位脑胶质瘤的金属螯合治疗。多形性脑胶质瘤（GBM）是一种常见的恶性中枢神经系统肿瘤，其复发风险高、预后不良且治疗受血脑屏障（BBB）的影响，过去几十年 GBM 化疗的唯一进展药物只有替莫唑胺，而它的临床应用却败于肿瘤的耐药性，因此迫切需要开发新的智能治疗替代方案。通过螯合剂 Dp44mT（2-(二-2-吡啶基亚甲基)-N,N-二甲基肼基硫代甲酰胺），选择性靶向癌细胞中高浓度的铜离子并产生大量肿瘤毒性活性氧（ROS）从而杀伤肿瘤细胞，这为多形性胶质母细胞瘤（GBM）的治疗提供了新思路。然而 Dp44mT 的肿瘤病灶靶向性差且毒副作用大制约了其在临床中的应用。于是本文作者的实验团队设计构建了一种主动靶向性的仿生纳米粒子 Ang-MNPs@(Dp44mT/Reg) ，并证明了该仿生纳米粒子对 GBM 的显著抑制性和生物安全性，对其他中枢神经系统疾病的研究具有潜在的治疗价值。这个仿生纳米粒子可以概括成两个部分：一个是内部的纳米粒子核心，由 Ac-DEX 共同装载了螯合剂 Dp44mT 与血管扩张剂瑞嘉德松（Reg）；一个是外层的功能化仿生膜，由插入了 Angiopep-2 靶向肽而功能化的红细胞膜（Ang-M）组成。它具备多种特点：(1)作为构建纳米粒子核心物质基础的 pH 响应性有机高分子材料——Ac-DEX 为 纳 米 粒 子 的 药 物 可 控 释 放 奠 定 基 础 ； (2) 在 Ac-DEX 载 药 后 形 成NPs@(Dp44mT/Reg)外层包裹的红细胞膜可以进一步延长纳米粒子的血液循环时间，并降低副作用；(3)通过对纳米粒子表面插入 Angiopep-2 靶向肽，以及被装载的血管扩张剂Reg，可以进一步提高纳米粒子 Ang-MNPs@(Dp44mT/Reg) 的 BBB 穿越能力以及脑胶质瘤的主动靶向能力。因此这个主动靶向性仿生纳米粒子能更好地实现对肿瘤的抑制作用并且其生物毒性可忽略不计。下面我们看一下具体的实验结果，首先是纳米粒的合成和表征，他们先化学合成了Ac-DEX 并利用乳液蒸发法包载了 Dp44mT 和 Reg 构建了纳米粒子核心，然后眼眶取血并经一系列操作得到纯化的红细胞膜并将其与合成的 DSPE-PEG2k-Ang 共孵育得到功能化的红细胞膜。最后利用超声融合将功能化红细胞膜包裹在核心纳米粒上，最终获得主动靶向性仿生纳米粒子。然后他们对合成的纳米粒子进行了表征，发现纳米粒的粒径为 179 nm (zeta 电位为26.2 mV)，相较单独的纳米粒和细胞膜仿生纳米粒的粒径都大，而电势也更负。通过量化仿生纳米粒中 Dp44mT 的释放量，进一步证实了纳米体系在中性 pH(7.4)下保持稳定，Dp44mT 释放率约为 18%，表明 Dp44mT 大部分仍被包裹在 NPs 核心内。在 pH 5.0 时，Dp44mT 的释放增加到约 86%，表明 Dp44mT 的质子化和 Ac-DEX 的 pH 敏感性促进了酸诱导的纳米系统解离，这应该会导致 Dp44mT 在目标位点的肿瘤特异性释放。随后的体外细胞实验中，他们通过流式细胞术、JC-1、DCF- da、western blot 等结果证实了靶向仿生纳米粒能有效地增加 LMP 和 MMP 的凋亡标志物，促进肿瘤细胞凋亡，增强肿瘤细胞的体外摄取和 ROS 的产生。之后作者研究了靶向仿生纳米粒的血脑屏障穿透能力、药代动力学和生物体内分布。用 Cy5 标记 NPs，并在由永生化小鼠大脑内皮 bEnd.3 细胞制备的体外血脑屏障模型中进行评估，结果证实了 (针对血脑屏障和 GBM 的内皮细胞) ang -peptide 以及血管扩张剂（Reg）的双重功能化，可以显著增强 NPs 的 BBB 穿透和 GBM 肿瘤靶向能力，提高药物的脑积累和选择性胶质瘤摄取。为了使 Dp44mT 在体内的治疗效果最大化，作者团队经研究后选择了以 CuII-ATSM 作为特异性提高肿瘤 Cu 负荷的药物，建立了富 Cu 的 U87MG 肿瘤模型。然后他们通过组织病理的相关实验对比验证了口服 CuII-ATSM 后，GBM 中的 Cu 可以增加并会增强 Ros 介导的 Dp44mT 机制。虽然这实现了肿瘤铜负载以增强 Cu 介导的抗肿瘤药物选择性，但其作用选择性的提高仍需进一步的验证和优化。最后在小鼠体内进行的抑癌实验结果与体外实验结果相似，靶向仿生纳米粒表现出了最有效的 GMB 生长抑制能力，能更有效地诱导细胞凋亡，而无明显细胞毒性，具有良好的生物相容性
