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2025-08-18458 次瀏覽
論文 | 爆款耐思基質(zhì)膠-穩(wěn)固原位肺癌模型突破吸入放療療效

文章名稱:Inhalable biomimetic polyunsaturated fatty acid-based nanoreactors for peroxynitriteaugmented ferroptosis potentiate radiotherapy in lung cancer

中文名稱可吸入仿生多不飽和脂肪酸基納米反應(yīng)器,通過(guò)增強(qiáng)過(guò)氧亞硝基鐵死亡效應(yīng)提升肺癌放療效果

雜志名:Journal of Nanobiotechnology

期刊影響因子:12.6

第一作者:Yi

通訊作者:Xianyi Sha

發(fā)表日期:2025.05.08

https://doi.org/10.1186/s12951-025-03409-8


研究?jī)?nèi)容

內(nèi)容概述:這項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)了一種基于多不飽和脂肪酸(PUFA)的仿生納米反應(yīng)器(DHA-N@M),該反應(yīng)器通過(guò)巨噬細(xì)胞膜進(jìn)行偽裝,采用霧化吸入的給藥方式,可以顯著提高藥物在肺癌組織中的蓄積效率。該納米反應(yīng)器能在腫瘤細(xì)胞中選擇性釋放一氧化氮(NO),消耗谷胱甘肽(GSH)抑制GPX4活性,并在放療條件下與ROS反應(yīng)生成過(guò)氧亞硝酸鹽(ONOO?),誘導(dǎo)鐵死亡(ferroptosis),協(xié)同增強(qiáng)放療效果。在小鼠原位肺癌模型中,DHA-N@M結(jié)合放療可實(shí)現(xiàn)高達(dá)93.91%的腫瘤抑制率,展現(xiàn)出吸入式鐵死亡放療策略在肺癌治療中的巨大潛力。

研究背景

  • 傳統(tǒng)放療對(duì)肺癌的療效,不但受限于藥物難以集中到達(dá)腫瘤部位這個(gè)問(wèn)題還存在輻射誘發(fā)的細(xì)胞修復(fù)機(jī)制方面的干擾。

  • 考慮到吸入方式能提高藥物在肺部的濃度,減少全身毒性,研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了吸入式納米反應(yīng)器


納米反應(yīng)器的設(shè)計(jì)(DHA-N@M

  • 由多不飽和脂肪酸(如DHA)構(gòu)成核心,并偽裝以巨噬細(xì)胞膜,以實(shí)現(xiàn)腫瘤靶向的目的。

  • 在霧化過(guò)程中,該納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,且經(jīng)吸入后在肺部腫瘤內(nèi)蓄留濃度,較靜脈給藥高出70倍。


作用機(jī)制:增強(qiáng)鐵死亡+ 放療協(xié)同

  • GSH響應(yīng)釋放 NO:在腫瘤高 GSH 環(huán)境下,產(chǎn)生一氧化氮(NO),消耗 GSH 并抑制 GPX4(谷胱甘肽過(guò)氧化酶 4)。

  • 輻射生成過(guò)氧亞硝酸鹽(ONOO?):NO 與放療生成的 ROS 反應(yīng),產(chǎn)生 ONOO?,進(jìn)一步破壞細(xì)胞氧化還原平衡。
  • DHA 提供脂質(zhì)基質(zhì):作為 PUFA,為脂質(zhì)過(guò)氧化提供底物,加劇脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),并促進(jìn)鐵死亡。
這種三重協(xié)同機(jī)制在體內(nèi)小鼠模型中實(shí)現(xiàn)了高達(dá)93.9% 的腫瘤抑制率(單純放療僅大約22.9%)
DHA-N@M制備示意圖及放療增強(qiáng)性鐵死亡機(jī)制
LLC-Luc原位肺癌模型的治療方案示意圖
實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)各組肺組織的代表性H&E染色圖像及LLC-Luc正視肺腫瘤放大圖

                                     

安全性和靶向性優(yōu)勢(shì)

  • 霧化吸入方式確保藥物主要沉積于肺部和腫瘤區(qū)域,僅對(duì)極少量健康組織造成的毒副作用。

  • 研究顯示體重未見(jiàn)顯著波動(dòng),主要器官無(wú)毒性跡象,表明安全性良好。


結(jié)論

這項(xiàng)研究首次將吸入給藥策略與仿生多不飽和脂肪酸(PUFA)納米反應(yīng)器結(jié)合,通過(guò)精確物理載體加上內(nèi)在化學(xué)協(xié)同作用,顯著增強(qiáng)放療對(duì)肺癌的治療效果,同時(shí)保持高靶向性與低毒性,為肺癌放療提供了全新的潛在方案。


論文中用到的NEST產(chǎn)品


GelNest?基質(zhì)膠

在原位肺癌小鼠模型構(gòu)建實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,使用了GelNest? 基質(zhì)膠搭配LLC-Luc肺癌細(xì)胞進(jìn)行原位接種。
在構(gòu)建正位肺癌模型時(shí),研究者將LLC-Luc細(xì)胞以每毫升6.6×10?的濃度重懸于PBS中,并與等體積的 GelNest?基質(zhì)膠混合,置于冰水浴中以維持膠體流動(dòng)性和細(xì)胞活性。隨后將混合液(共30μL,約含10?個(gè)細(xì)胞)注射至麻醉小鼠左肺深約4 mm處,注射后立即用組織膠封閉切口。

NEST基質(zhì)膠的優(yōu)勢(shì)



NEST已推出十余款GelNest?基質(zhì)膠,廣泛適用于類器官培養(yǎng)、血管生成實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞侵襲(transwell)實(shí)驗(yàn)、PDX、CDX模型實(shí)驗(yàn)、(PDO)腫瘤球培養(yǎng)、腫瘤移植、皮下成瘤實(shí)驗(yàn)、干細(xì)胞培養(yǎng)及細(xì)胞分化研究以及其他待開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)類型,助力客戶完成類器官培養(yǎng)。

GelNest?基質(zhì)膠品質(zhì)高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

?由小鼠腫瘤組織中提取的基底膜成分制備而成,主要成分有層粘連蛋白、IV型膠原蛋白硫酸肝素糖蛋白等

?富含多種生長(zhǎng)因子促進(jìn)細(xì)胞分化、增殖和遷移

?可模擬生理環(huán)境中基底膜的特性,提高細(xì)胞培養(yǎng)的成功率和效果


GelNEST?基質(zhì)膠內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)清晰


常規(guī)基質(zhì)膠的內(nèi)毒素的含量可穩(wěn)定保持在4EU以下


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