通过药物 - 框架杂交调节纳米生物界面以激活针对胶质瘤术后复发的化学免疫疗法:一种创新的治疗策略

《Cell Biomaterials》:Modulating nano-bio interface via drug-framework hybridization to activate chemoimmunotherapy against glioma postoperative recurrence

【字体: 时间:2025年04月04日 来源:Cell Biomaterials

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  推荐阅读!本文开发了药物杂交二氧化硅框架(DHSF),其能调节纳米生物界面。DHSF 可增强肿瘤黏附、激活免疫、控制药物释放,制成的光刺激凝胶能有效预防胶质瘤术后复发,为癌症治疗提供了新方向,极具研究价值。

  ### 一、研究背景
手术切除是治疗肿瘤的主要方法,但对于许多恶性肿瘤,如胶质瘤,由于其边界不清或位于敏感区域,难以完全切除,残留肿瘤细胞常导致复发和治疗失败。新兴的纳米药物和免疫疗法虽有潜力,但存在药物积累不足和全身毒性等问题。局部用药可降低全身毒性,但现有局部给药制剂存在稳定性差、安全性可疑等问题。因此,开发一种安全有效的预防肿瘤术后复发的药物至关重要。

二、研究内容


  1. DHSF 的合成与结构表征:DHSF 通过药物分子与二氧化硅前体的水解缩合反应合成,药物分子通过 Si-N 键均匀整合到二氧化硅框架中,形成有机 - 无机杂化结构。与传统介孔二氧化硅纳米粒子(MSN)相比,DHSF 具有独特的结构和性质,如较低的硅醇缩合度、更大的比表面积和孔体积等。
  2. DHSF 的性能研究
    • 药物负载与释放:DHSF 的药物负载能力(DLC)可达 10.9%,在模拟肿瘤微环境(TME)中,DOX@DHSF 表现出优异的持续释放性能,优于游离 DOX 和传统的 DOX@MSN。其双相药物释放模式有利于化疗,既能在初始阶段提供高剂量药物杀死肿瘤细胞,又能在后续阶段以低剂量持续释放预防复发并支持抗肿瘤免疫,同时降低毒性。
    • 细胞黏附与毒性:DHSF 具有增强的细胞黏附特性,能在术中给药时黏附于残留肿瘤细胞,避免药物被血液冲走,减少全身毒性。在模拟血液冲洗条件下,DHSF 对肿瘤细胞的毒性明显强于游离 DOX,且对正常细胞毒性极低,确保了其高生物安全性。
    • 免疫调节作用:DHSF 的杂化界面增强了与 TLR4 蛋白的结合能力,通过激活 TLR4-NF-κB 信号通路,促进免疫细胞的招募和激活,上调趋化因子 Ccl5、Cxcl9 和 Cxcl10 的表达,同时下调肿瘤细胞上的 PD-L1 表达,增强抗肿瘤免疫反应。

  3. DHSF 的应用研究
    • 抑制乳腺癌术后复发:将 DOX@DHSF 制成纳米悬浮液用于 4T1-Luc 乳腺癌原位植入模型的术中给药,结果表明,DOX@DHSF 能显著抑制乳腺癌复发,延长荷瘤小鼠的生存期,且不导致小鼠体重下降,同时促进手术伤口的愈合,减少肿瘤肺转移。
    • 预防胶质瘤术后复发:DHSF 及其载药纳米粒子可制成光刺激凝胶,该凝胶在 405nm 光照射下能迅速固化,具有良好的力学性能和止血功能,能有效填充胶质瘤术后微小腔隙,抑制肿瘤复发。在原位胶质瘤切除模型中,DOX@DHSF 凝胶联合趋化因子 CXCL10 和免疫检查点抑制剂 PD-1 抗体几乎完全防止了胶质瘤的复发,显著提高了小鼠的生存率,增强了抗肿瘤免疫反应。


三、研究结论


DHSF 通过药物 - 框架杂交策略构建,是一种具有潜力的纳米药物平台。它能有效调节纳米生物界面,实现药物的可控释放、增强肿瘤黏附、激活免疫反应,在预防肿瘤术后复发方面表现出优异的性能,尤其是在胶质瘤治疗中。此外,DHSF 具有良好的生物安全性,有望为临床治疗术后肿瘤复发提供新的策略,也为其他固体肿瘤的治疗开辟了新的方向。

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