浙江大学申有青教授和黄品同教授团队：首个主动运输型脂质体，增强药物的肿瘤富集和深部渗透，有效治疗实体瘤

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脂质体是临床转化中最为成功的纳米药物，以Doxil、DaunoXome和Onivyde为代表的脂质体已在肿瘤治疗中得到广泛应用，这主要得益于脂质体能够延长药物血液循环时间、保护药物不被降解、提高药物肿瘤富集和降低毒副作用。但是，由于临床实体瘤中存在复杂的生物屏障（诸如稠密的细胞外基质、较高的组织液压、乏血管低灌注、排布致密的成熟血管内皮细胞），会阻碍纳米药物的肿瘤富集和深部渗透，使得这些脂质体在临床实体瘤治疗中没有达到期望的疗效。因此，探索设计脂质体的纳米特性以跨越实体瘤生物障碍将能进一步增强脂质体的临床疗效。

近日，浙江大学黄品同教授和申有青教授团队联合研发了一种主动运输型脂质体（GCSDL），其能够以响应性阳离子化触发胞吞转运作用主动跨越生物屏障，实现肝癌和胰腺癌的靶向富集和深部渗透递药，对多种肝癌和胰腺癌实体瘤模型均具有良好的治疗效果。GCSDL是由谷胱甘肽（GSH）修饰的二油酰磷脂酰乙醇胺（DOPE-GSH）、氢化大豆卵磷脂和胆固醇组成，并荷载化疗药阿霉素（DOX）。DOPE-GSH能够在γ-谷氨酰转移酶（GGT）催化下发生谷氨酰转移，实现GCSDL电势由阴离子化转变为阳离子化（图1A）。GCSDL经静脉注射后，其磷脂双分子层表面的GSH具有氨基酸离子对结构，使其在血液循环中保持负电势，GSH多肽能够降低网状内皮系统识别，赋予GCSDL良好的血液稳定性和长循环特性。当GCSDL随血液循环接触肿瘤血管内皮细胞（TVEC）时，TVEC细胞膜上高度表达的GGT催化GCSDL阳离子化，诱发GCSDL以胞膜窖/囊泡介导的胞吞转运作用主动运输穿越TVEC进入肿瘤外围，增强肿瘤富集；随后，阳离子化的GCSDL经过连续的胞膜窖/囊泡介导的胞吞转运作用跨肿瘤细胞主动运输到肿瘤实质，实现肿瘤深部渗透递药（图1B）。

图1. GCSDL的制备和递药机制示意图。

实验结果显示，在血管内皮细胞/肿瘤细胞共培养Transwell模型中，GCSDL以胞吞转运作用快速穿越TVEC，进入下室被肿瘤细胞内吞；在体外3D肿瘤球模型中，GCSDL能够高效的渗透完全整个肿瘤球。 在活体肿瘤血管渗透实时成像中（图2），GCSDL可以快速从肿瘤血管主动运输进入肿瘤外围并逐渐深部渗透到肿瘤实质，而Doxil和电荷恒定的脂质体CCDL则较难穿越肿瘤血管、较少进入肿瘤组织。经透射电镜分析血管超微结构，静脉注射GCSDL后，GCSDL触发TVEC细胞内产生大量用于胞吞转运的胞膜窖/囊泡。在皮下Huh7肝癌动物模型中，经过三次给药治疗后，GCSDL实现了完全根除肝癌瘤块，抗肿瘤疗效显著优于Doxil；在原位BxPC3胰腺癌动物模型中，GCSDL能够有效抑制胰腺癌的生长进展，抗肿瘤效果优于一线化疗药吉西他滨。

图2. GCSDL在活体肿瘤的实时渗透和肿瘤血管超微结构。

该研究针对脂质体等纳米药物在临床实体瘤中富集低和渗透差的问题，提出并验证了胞吞转运作用跨血管内皮细胞/肿瘤细胞的主动运输策略，设计研发了一种主动运输型脂质体GCSDL，克服实体瘤生物屏障，实现脂质体的实体瘤靶向富集和深部渗透，高效治疗实体瘤。该研究成果以“Active Transportation of Liposome Enhances Tumor Accumulation, Penetration and Therapeutic Efficacy”为题在线发表于《Small》杂志。浙江大学医学院附属第二医院黄品同教授、化学工程与生物工程学院生物纳米工程中心申有青教授、周珠贤副教授为文章共同通讯作者，团队成员王国伟博士后为文章第一作者。该工作得到国家重点研发计划项目（No. 2018YFC0115900）、国家自然科学基金（No. 81527803、81420108018、21875211）和中国博士后基金（No. 2019M652116）的资助。

参考文献：Guowei Wang, Bihan Wu, Qunying Li, Siqin Chen, Xiaoqin Jin, Yajing Liu, Zhuxian Zhou*, Youqing Shen*, and Pintong Huang*. Active Transportation of Liposome Enhances Tumor Accumulation, Penetration and Therapeutic Efficacy. Small, 2020.

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202004172

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