Integrated platform of oxygen self-enriched nanovesicles: SP94 peptide-directed chemo/sonodynamic therapy for liver cancer

自富氧納米囊泡集成平臺(tái)SP94肽導(dǎo)向的肝癌化療聲動(dòng)力療法

來(lái)源：European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 179 (2022) 206–220

 

一、摘要概述

 

本研究開發(fā)了一種負(fù)載SP94肽的氧自富集納米囊泡（ICG-DOX NPs/PFH@SP94-Lip），通過(guò)整合化療（阿霉素DOX）、聲動(dòng)力治療（SDT，聲敏劑ICG）和缺氧緩解（攜氧劑PFH）三重策略治療肝癌。核心發(fā)現(xiàn)：

 

靶向性：SP94肽顯著增強(qiáng)納米囊泡對(duì)肝癌細(xì)胞（HepG2）的靶向性（攝取率↑77%，圖5B）。

 

攜氧能力：PFH提升腫瘤組織氧濃度（Unisense電極證實(shí)↑1.8倍，圖3F），增強(qiáng)SDT療效。

 

 

協(xié)同治療：超聲（US）觸發(fā)下，化療-SDT聯(lián)合使腫瘤體積抑制率達(dá)90.52%（圖10B）。

 

 

安全性：納米囊泡無(wú)顯著溶血效應(yīng)（圖4C），且對(duì)正常肝細(xì)胞（L-02）毒性低。

 

 

意義：為克服肝癌治療中靶向性差與腫瘤缺氧難題提供一體化解決方案。

 

二、研究目的

 

解決靶向難題：利用SP94肽特異性靶向肝癌細(xì)胞（HepG2），減少對(duì)正常肝細(xì)胞（L-02）的損傷。

 

緩解腫瘤缺氧：通過(guò)PFH攜氧改善腫瘤微環(huán)境，增強(qiáng)聲動(dòng)力療法（SDT）的ROS生成效率。

 

協(xié)同增效：整合化療（DOX）與SDT（ICG+US），實(shí)現(xiàn)多機(jī)制協(xié)同抗腫瘤。

 

三、研究思路

 

采用 “納米載體構(gòu)建→體外驗(yàn)證→體內(nèi)療效評(píng)價(jià)”策略：

 

材料制備（圖1）：

 

 

ICG-DOX NPs：通過(guò)自組裝形成納米粒（粒徑77nm，圖2A）。

 

 

PFH@SP94-Lip：薄膜分散法制備SP94肽修飾的脂質(zhì)體，包裹PFH（圖3B）。

 

復(fù)合納米囊泡：將ICG-DOX NPs裝載至PFH@SP94-Lip中（粒徑234nm，表1）。

 

 

體外驗(yàn)證：

 

靶向性：流式細(xì)胞術(shù)（圖5）和活細(xì)胞成像（圖6）驗(yàn)證SP94增強(qiáng)肝癌細(xì)胞攝取。

 

ROS生成：DPBF探針檢測(cè)超聲觸發(fā)下ROS水平（圖4D）。

 

細(xì)胞毒性：MTT法評(píng)估聯(lián)合治療對(duì)HepG2細(xì)胞的殺傷（圖7A）。

 

 

體內(nèi)評(píng)價(jià)：

 

靶向分布：近紅外成像示蹤腫瘤富集（圖9）。

 

 

 

抑瘤效果：監(jiān)測(cè)腫瘤體積/重量變化（圖10），HE染色評(píng)估組織損傷（圖11）。

 

 

 

四、關(guān)鍵數(shù)據(jù)及其研究意義

1. 靶向性與細(xì)胞攝?。▓D5-6）

 

數(shù)據(jù)來(lái)源：圖5（流式細(xì)胞術(shù)）、圖6（活細(xì)胞成像）。

 

結(jié)果：

 

SP94修飾組在HepG2細(xì)胞的熒光強(qiáng)度是非靶向組的1.77倍（圖5B）。

 

L-02細(xì)胞攝取量顯著低于HepG2（圖6A-B），證實(shí)靶向特異性。

 

意義：SP94肽通過(guò)受體介導(dǎo)內(nèi)吞增強(qiáng)肝癌細(xì)胞特異性遞送，減少脫靶毒性。

 

2. 攜氧能力與ROS生成（圖3F, 4D）

 

數(shù)據(jù)來(lái)源：圖3F（Unisense電極）、圖4D（DPBF探針）。

 

結(jié)果：

 

PFH負(fù)載使溶解氧濃度↑80%（圖3F）。

 

超聲觸發(fā)后，含PFH組DPBF降解率↑30%（圖4D），表明ROS生成增強(qiáng)。

 

意義：PFH緩解腫瘤缺氧，顯著提升SDT療效。

 

3. 體內(nèi)抑瘤效果（圖10）

 

數(shù)據(jù)來(lái)源：圖10B（腫瘤體積）、圖10D（腫瘤重量）。

 

結(jié)果：

 

ICG-DOX NPs/PFH@SP94-Lip + US組腫瘤體積抑制率90.52%（vs. PBS組）。

 

聯(lián)合治療組腫瘤重量?jī)H為對(duì)照組的9.48%（圖10D）。

 

意義：化療-SDT-PFH攜氧三聯(lián)策略實(shí)現(xiàn)高效抑瘤，且體重穩(wěn)定（圖10C），提示安全性。

 

4. 機(jī)制驗(yàn)證（圖7-8）

 

數(shù)據(jù)來(lái)源：圖7（ROS檢測(cè)）、圖8（細(xì)胞凋亡）。

 

 

結(jié)果：

 

聯(lián)合治療組細(xì)胞內(nèi)ROS水平↑2.5倍（圖7B-C）。

 

凋亡率↑18.65%（圖8B），顯著高于單藥治療。

 

意義：SDT與化療通過(guò)ROS爆發(fā)和DNA損傷協(xié)同誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。

 

五、結(jié)論

 

靶向遞送：SP94肽修飾使納米囊泡在肝癌組織富集效率提升1.77倍。

 

缺氧調(diào)控：PFH通過(guò)攜氧改善腫瘤微環(huán)境，增強(qiáng)SDT療效（ROS↑30%）。

 

協(xié)同機(jī)制：化療-SDT聯(lián)合通過(guò)ROS爆發(fā)和DNA損傷雙重通路誘導(dǎo)凋亡。

 

治療優(yōu)勢(shì)：體內(nèi)抑瘤率超90%，且無(wú)顯著系統(tǒng)性毒性（HE染色證實(shí)，圖11）。

 

六、丹麥Unisense電極數(shù)據(jù)的詳細(xì)解讀

1. 技術(shù)原理與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

 

檢測(cè)機(jī)制：

 

Unisense O?微電極基于安培法，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶解氧濃度（方法2.9）。

 

校準(zhǔn)：氧飽和PBS標(biāo)準(zhǔn)曲線（38°C）。

 

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景：

 

對(duì)比ICG-DOX NPs@SP94-Lip（無(wú)PFH）與ICG-DOX NPs/PFH@SP94-Lip（含PFH）的溶解氧差異（圖3F）。

 

2. 關(guān)鍵結(jié)果與意義

 

數(shù)據(jù)來(lái)源：圖3F（柱狀圖）。

 

結(jié)果：

 

含PFH組氧濃度達(dá)158 μM，顯著高于無(wú)PFH組（88 μM）和水對(duì)照組（85 μM）（p<0.05）。

 

意義：

 

定量驗(yàn)證攜氧能力：直接證實(shí)PFH可提升溶液氧濃度80%，為改善腫瘤缺氧提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

 

支撐SDT增效機(jī)制：缺氧是SDT療效的主要限制因素，PFH的氧補(bǔ)充使ROS生成效率提升30%（圖4D），為聯(lián)合治療奠定基礎(chǔ)。

 

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：相比間接檢測(cè)法（如熒光探針），Unisense電極提供實(shí)時(shí)、定量的氧濃度數(shù)據(jù)，避免離體檢測(cè)誤差。

 

3. 研究?jī)r(jià)值與局限

 

價(jià)值：

 

首次在納米藥物體系中直接量化PFH的攜氧能力，為“缺氧緩解型SDT”提供關(guān)鍵證據(jù)。

 

數(shù)據(jù)與體內(nèi)療效吻合（抑瘤率90.52%），證實(shí)氧濃度與療效的正相關(guān)性。

 

局限：

 

僅檢測(cè)溶液氧濃度，未實(shí)現(xiàn)活體腫瘤組織實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（需開發(fā)植入式微電極）。

 

未探索PFH釋氧動(dòng)力學(xué)（如緩釋時(shí)長(zhǎng)），需結(jié)合時(shí)間分辨監(jiān)測(cè)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

 

總結(jié)：Unisense電極數(shù)據(jù)定量證實(shí)PFH的攜氧功能，為納米囊泡克服腫瘤缺氧、增強(qiáng)SDT療效提供核心支撐。結(jié)合SP94靶向與化療-SDT協(xié)同，該體系為肝癌治療提供新范式。