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2025-08-18461 次浏览
论文 | 爆款耐思基质胶-稳固原位肺癌模型突破吸入放疗疗效

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

中文名称可吸入仿生多不饱和脂肪酸基纳米反应器通过增强过氧亚硝基铁死亡效应提升肺癌放疗效果

杂志名:Journal of Nanobiotechnology

期刊影响因子:12.6

第一作者:Yi

通讯作者:Xianyi Sha

发表日期:2025.05.08

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


研究内容

内容概述:这项研究开发了一种基于多不饱和脂肪酸(PUFA)的仿生纳米反应器(DHA-N@M),该反应器通过巨噬细胞膜进行伪装,采用雾化吸入的给药方式,可以显著提高药物在肺癌组织中的蓄积效率。该纳米反应器能在肿瘤细胞中选择性释放一氧化氮(NO),消耗谷胱甘肽(GSH)抑制GPX4活性,并在放疗条件下与ROS反应生成过氧亚硝酸盐(ONOO⁻),诱导铁死亡(ferroptosis),协同增强放疗效果。在小鼠原位肺癌模型中,DHA-N@M结合放疗可实现高达93.91%的肿瘤抑制率,展现出吸入式铁死亡放疗策略在肺癌治疗中的巨大潜力。

研究背景

  • 传统放疗对肺癌的疗效不但受限于药物难以集中到达肿瘤部位这个问题还存在辐射诱发的细胞修复机制方面的干扰

  • 考虑到吸入方式能提高药物在肺部的浓度减少全身毒性,研究团队开发了吸入式纳米反应器


纳米反应器的设计(DHA-N@M

  • 由多不饱和脂肪酸(如DHA)构成核心,并伪装以巨噬细胞膜,以实现肿瘤靶向的目的。

  • 在雾化过程中,该纳米结构稳定,且经吸入后在肺部肿瘤内蓄留浓度,较静脉给药高出70倍。


作用机制:增强铁死亡+ 放疗协同

  • GSH响应释放 NO:在肿瘤高 GSH 环境下,产生一氧化氮(NO),消耗 GSH 并抑制 GPX4(谷胱甘肽过氧化酶 4)。

  • 辐射生成过氧亚硝酸盐(ONOO⁻):NO 与放疗生成的 ROS 反应,产生 ONOO⁻,进一步破坏细胞氧化还原平衡。
  • DHA 提供脂质基质:作为 PUFA,为脂质过氧化提供底物,加剧脂质过氧化反应,并促进铁死亡。
这种三重协同机制在体内小鼠模型中实现了高达93.9% 的肿瘤抑制率(单纯放疗仅大约22.9%)
DHA-N@M制备示意图及放疗增强性铁死亡机制
LLC-Luc原位肺癌模型的治疗方案示意图
实验结束时各组肺组织的代表性H&E染色图像及LLC-Luc正视肺肿瘤放大图

                                     

安全性和靶向性优势

  • 雾化吸入方式确保药物主要沉积于肺部和肿瘤区域,仅极少量健康组织造成的毒副作用。

  • 研究显示体重未见显著波动,主要器官无毒性迹象,表明安全性良好。


结论

这项研究首次将吸入给药策略与仿生多不饱和脂肪酸(PUFA)纳米反应器结合,通过精确物理载体加上内在化学协同作用,显著增强放疗对肺癌的治疗效果,同时保持高靶向性与低毒性,为肺癌放疗提供了全新的潜在方案。


论文中用到的NEST产品


GelNest™基质胶

在原位肺癌小鼠模型构建实验过程中,使用了GelNest™ 基质胶搭配LLC-Luc肺癌细胞进行原位接种。
在构建正位肺癌模型时,研究者将LLC-Luc细胞以每毫升6.6×10⁵的浓度重悬于PBS中,并与等体积的 GelNest™基质胶混合,置于冰水浴中以维持胶体流动性和细胞活性。随后将混合液(共30μL,约含10⁵个细胞)注射至麻醉小鼠左肺深约4 mm处,注射后立即用组织胶封闭切口。

NEST基质胶的优势



NEST已推出十余款GelNest™基质胶,广泛适用于类器官培养、血管生成实验、细胞侵袭(transwell)实验、PDX、CDX模型实验、(PDO)肿瘤球培养、肿瘤移植、皮下成瘤实验、干细胞培养及细胞分化研究以及其他待开发实验类型,助力客户完成类器官培养。

GelNest™基质胶品质高于国际标准

▷由小鼠肿瘤组织中提取的基底膜成分制备而成,主要成分有层粘连蛋白、IV型胶原蛋白硫酸肝素糖蛋白等

▷富含多种生长因子促进细胞分化、增殖和迁移

▷可模拟生理环境中基底膜的特性,提高细胞培养的成功率和效果


GelNEST™基质胶内控标准清晰


常规基质胶的内毒素的含量可稳定保持在4EU以下


选购指南


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