杜 桑 崔韶暉 陳星妍 張樹彪
(大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,生物技術(shù)與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,大連 116600)
脂質(zhì)體(liposomes,LPs)是由脂質(zhì)雙層膜構(gòu)成的中空小球,在水相中,脂質(zhì)分子通常會(huì)自發(fā)聚集,以疏水尾部“尾對(duì)尾”、親水頭部“肩并肩”的形式形成一個(gè)雙層的中空囊泡,其中空的部分可以裝載親水性的藥物[1],同時(shí),其脂雙層之間又可以裝載親脂性藥物。由于LPs的這種特點(diǎn),被認(rèn)為是一種良好的藥物載體。此外,LPs還有許多其他優(yōu)點(diǎn),如粒徑可調(diào)控、穩(wěn)定性較好、具有緩釋作用、毒性低、生物相容性好、無(wú)免疫原性、造價(jià)低等[2]。LPs作為藥物載體,能夠很好地保護(hù)藥物免受外部介質(zhì)的傷害,可以減少藥物所引起的副作用,但是由于缺乏腫瘤靶向性,使得LPs藥物難以達(dá)到良好的治療效果。為了克服該缺點(diǎn),研究者們開發(fā)出多種靶向修飾LPs。腫瘤細(xì)胞會(huì)高表達(dá)一些受體,靶向LPs就是在LPs表面插入可以與腫瘤細(xì)胞表面受體識(shí)別的修飾物,利用修飾物與受體的特異性識(shí)別與結(jié)合作用,將LPs攜帶的藥物遞送進(jìn)腫瘤細(xì)胞,進(jìn)而達(dá)到治療腫瘤的目的[3]。根據(jù)靶向修飾物的類型不同,可分為多肽類、抗體類、糖類、配體類、核酸適配體類5個(gè)主要類型(圖1)。本文依據(jù)這5類,就近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)靶向修飾LPs遞藥系統(tǒng)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
Fig. 1 Schematic diagram of the main types of targeting modified liposomes圖1 靶向修飾脂質(zhì)體主要類型的示意圖
多肽分子是機(jī)體內(nèi)一類重要的生物活性物質(zhì),參與機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育以及代謝,同時(shí)也是蛋白質(zhì)水解的中間產(chǎn)物。多肽具有高特異性、高選擇性、尺寸小、易修飾和高生物相容性等優(yōu)點(diǎn),此外,由于沒(méi)有三級(jí)結(jié)構(gòu),多肽通常會(huì)更加穩(wěn)定,因此,多肽在靶向給藥方面具有非常廣闊的應(yīng)用前景[4]。按照多肽功能可大致分為靶向細(xì)胞多肽、細(xì)胞穿膜肽和靶向細(xì)胞穿膜肽三類[5]。
靶向細(xì)胞多肽(homing peptide,HP)也稱歸巢肽,是一類與腫瘤細(xì)胞或腫瘤微環(huán)境因子結(jié)合的特異性多肽[4]。HP已被廣泛應(yīng)用于藥物遞送領(lǐng)域,其中以精氨酸(R)-甘氨酸(G)-天冬氨酸(D)三肽(RGD)組成的靶向活性肽最為典型。RGD能與整合素受體(αvβ3、αvβ5和αvβ1)選擇性結(jié)合,進(jìn)而促使RGD 修飾的LPs 與細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞膜發(fā)生相互作用。此外,有研究表明,相比于線狀的RGD肽,環(huán)狀的RGD 肽(cyclic RGD、cRGD)與整合素結(jié)合的效果更好[6-7]。
Fu等[6]用自主合成的三肽頭部的類脂N,N-雙十四烷氧酰胺乙基三聚鳥氨酸酰胺(CDO14)和二油酰磷脂酰乙醇胺(dioleoylphosphatidylethanolamine,DOPE)為基礎(chǔ),制備了cRGD 修飾的LPs(cRGD/CD),同時(shí)搭載阿霉素(doxorubicin,DOX)用以靶向治療肺癌(圖2)。cRGD/CD-DOX的細(xì)胞攝入率更高,因?yàn)閏RGD能實(shí)現(xiàn)肺癌細(xì)胞靶向性,同時(shí)CDO14 脂質(zhì)體具有酸不穩(wěn)定性,即在溶酶體的酸性環(huán)境下,能夠解組裝,并實(shí)現(xiàn)溶酶體逃逸,從而釋放DOX以達(dá)到殺死腫瘤細(xì)胞的目的。體內(nèi)外研究結(jié)果均表明,相比于對(duì)照組,cRGD/CD-DOX有更強(qiáng)的抗腫瘤活性。
Fig. 2 Schematic diagram of cRGD modified liposomes targeting tumors[6]圖2 cRGD修飾的脂質(zhì)體靶向腫瘤示意圖[6]
由天冬酰胺(N)-甘氨酸(G)-精氨酸(R)組成的三肽NGR 可以與腫瘤細(xì)胞膜上的氨基肽酶N(aminopeptidase N,CD13)特異性結(jié)合,因此也被用于LPs靶向修飾[8]。Gu等[9]將NGR肽插入到包載紫杉醇(paclitaxel,PTX)的pH 敏感LPs 表面,以CD13 高表達(dá)的人纖維肉瘤細(xì)胞HT-1080 為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),NGR 肽修飾的LPs 能特異性靶向HT-1080細(xì)胞,并顯著提高LPs的抗腫瘤活性。
HP 通過(guò)與細(xì)胞表面的受體結(jié)合,能有效將其修飾的LPs 攜帶進(jìn)入腫瘤細(xì)胞,顯示出HP 修飾的LPs 在腫瘤治療中具有巨大潛力。然而,目前HP修飾LPs的應(yīng)用仍然受到限制,其中關(guān)鍵的問(wèn)題在于這些多肽的受體主要存在于腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞,并不具有腫瘤治療的普適性。因此,提高對(duì)HP普適性篩選的研究十分重要。
細(xì)胞穿透肽(cell-penetrating peptide,CPP)是一類體積小、氨基酸序列短的多肽序列。其與脂質(zhì)雙層具有高親和力,當(dāng)CPP 與細(xì)胞膜結(jié)合時(shí),這些多肽序列能夠負(fù)責(zé)膜轉(zhuǎn)位,進(jìn)而使CPP 內(nèi)化進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)[10]。CPP具有將藥物載體快速、高效、無(wú)毒地輸送到細(xì)胞中的巨大前景,為解決因進(jìn)入細(xì)胞受阻的治療方式提供了新方向[11]。
反 式 激 活 轉(zhuǎn) 錄 蛋 白 (transactivative transcription protein,TAT)是從人類免疫缺陷病毒中發(fā)現(xiàn)的一個(gè)富含精氨酸序列的多肽,具有CPP的 性 質(zhì)。Kuai 等[12]設(shè) 計(jì) 了 一 種 由 聚 乙 二 醇(polyethylene glycol,PEG) 和TAT 修 飾 的 可 控LPs。其中PEG 由二硫鍵連接,可以保護(hù)性遮擋TAT,當(dāng)添加完全裂解劑L-半胱氨酸(L-Cys)時(shí)可以斷裂二硫鍵,釋放PEG 的空間位阻,從而暴露“功能分子”TAT,TAT 可以提高LPs 的細(xì)胞攝取,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞對(duì)LPs攝入的控制。由于CPP本身缺乏靶向性,單獨(dú)修飾CPP的LPs往往無(wú)法實(shí)現(xiàn)靶向腫瘤目的,為了解決這個(gè)問(wèn)題,Shi 等[13]設(shè)計(jì)了一種同時(shí)具有主動(dòng)靶向整合素αvβ3和細(xì)胞穿膜功能的多肽,它是由cRGD 和CPP 組成的串聯(lián)肽。研究結(jié)果顯示,該串聯(lián)肽修飾的紫杉醇LPs對(duì)荷瘤小鼠的抑瘤率達(dá)到85.04%,且小鼠的存活率明顯高于其他各對(duì)照組。
CPP具有很強(qiáng)的細(xì)胞穿透能力。用CPP修飾載藥的LPs能有效提高細(xì)胞攝入率,但是由于CPP不能特異識(shí)別腫瘤組織細(xì)胞,可能存在對(duì)正常組織細(xì)胞產(chǎn)生傷害的風(fēng)險(xiǎn)。因此,往往需要對(duì)CPP 進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)或是同時(shí)聯(lián)合靶向基團(tuán)共修飾LPs,以達(dá)到既增強(qiáng)靶向作用又能提高癌細(xì)胞攝入率的目的。
靶向細(xì)胞穿膜肽(cell-penetrating homing peptides, CPHPs)同時(shí)擁有細(xì)胞靶向和細(xì)胞穿膜的功能。Sugahara 等[14]篩選出一種靶向細(xì)胞穿膜肽(internalizing RGD,iRGD),iRGD 是指內(nèi)化RGD,其氨基酸序列為CRGDKGPDC,能主動(dòng)靶向識(shí)別高表達(dá)整合素αvβ3受體的腫瘤細(xì)胞,且具有穿膜作用。iRGD 遵循多步腫瘤靶向機(jī)制,首先完整的肽結(jié)合到表達(dá)整合素αvβ3受體的細(xì)胞表面,隨后被蛋白質(zhì)水解,產(chǎn)生CRGDK 片段,CRGDK 片段對(duì)整合素αvβ3受體親和力較低而對(duì)神經(jīng)黏連蛋白1 親和力較高,促使CRGDK 從整合素αvβ3受體轉(zhuǎn)移到神經(jīng)黏連蛋白1,由此產(chǎn)生了穿膜活性[14]。
Deng 等[15]制備了iRGD 修飾的包載DOX 的LPs(iRGD-LTSL-DOX)。該LPs 利用iRGD 的靶向性和細(xì)胞穿透性,將藥物載體帶入腫瘤細(xì)胞,釋放DOX 以達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的作用。體外實(shí)驗(yàn)比較了對(duì)αvβ3表達(dá)程度不同的細(xì)胞靶向能力,結(jié)果顯示,iRGD-LTSL-DOX 在高表達(dá)αvβ3的細(xì)胞中,其靶向能力是LTSL-DOX 的1.8~2 倍。該結(jié)果表明,iRGD 修飾的LPs 能有效靶向到腫瘤細(xì)胞中并實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。Yu 等[16]利用修飾有iRGD的空間穩(wěn)定性LPs(iRGD-SSL-DOX)進(jìn)行黑色素瘤的治療。黑色素瘤細(xì)胞B16-F10過(guò)表達(dá)αv整合素受體,能識(shí)別iRGD 修飾的LPs。體外以及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,iRGD 修飾的LPs 具有更高的腫瘤靶向性和腫瘤穿透活性。體內(nèi)抗腫瘤結(jié)果表明,iRGD-SSL-DOX對(duì)B16-F10荷瘤小鼠的抗黑色素瘤作用強(qiáng)于SSL-DOX。
利用多肽修飾LPs將藥物輸送到癌細(xì)胞的研究越來(lái)越受關(guān)注,體內(nèi)外的研究也都顯示著良好的結(jié)果[17]。多肽修飾的LPs 可以增加所攜帶藥物在腫瘤細(xì)胞中的富集,提高腫瘤治療的效果,顯示出其良好的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。但是由于多肽自身存在一些限制因素,如缺乏靶向性、靶向普適性等。因此,如何解決多肽存在的限制因素是未來(lái)研究的重要關(guān)鍵。
抗 體 修 飾 的 LPs 即 免 疫 脂 質(zhì) 體(immunoliposomes,IL),是將單抗或抗體功能化片段插入LPs表面,借助抗體與靶細(xì)胞表面抗原特異性結(jié)合,從而使LPs遞藥系統(tǒng)富集于靶細(xì)胞,減少藥物副作用[18]。IL 依據(jù)靶頭抗體可分類為完整抗體、單克隆抗體、抗體Fab 片段和單鏈抗體(single chain fragment variable,scFv)[18-19]。其中完整抗體由于體積過(guò)于巨大,不利于LPs的體內(nèi)循環(huán),且專一性不強(qiáng),所以目前很少使用完整抗體作為修飾體。
利用雜交瘤技術(shù)將骨髓瘤細(xì)胞和可分泌抗體的B淋巴細(xì)胞融合,再經(jīng)過(guò)篩選和克隆化得到大量單克隆細(xì)胞株,該細(xì)胞株產(chǎn)生的高度均一、僅針對(duì)某一特定抗原的抗體即為單克隆抗體。單克隆抗體具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、交叉反應(yīng)少的優(yōu)點(diǎn)。
Petrilli 等[20]將西妥昔單抗與荷載5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)的LPs 連接,制備成裝載5-FU 的IL, 用于靶向表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptors,EGFR)高表達(dá)的鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞SCC。通過(guò)IL與普通LPs對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),SCC 細(xì)胞對(duì)西妥昔單抗修飾的IL 的攝取是非修飾LPs 的3.5 倍。在體內(nèi),皮下注射IL 與陰性對(duì)照相比,腫瘤體積減少了60%以上;與游離5-FU 溶液和對(duì)照LPs 治療相比,腫瘤體積減少約50%。Survivin 抑制劑YM155[21]是一種有前途的治療神經(jīng)細(xì)胞瘤的藥物,但其利用率低限制了其使用。Gholizadeh 等[21]利用二棕櫚酰磷脂酰膽堿(1,2-dihexadecanoyl-rac-glycero-3-phosphocholine,DPPC)為脂質(zhì)載體裝載YM155,同時(shí)修飾上抗二唾 液 酸 神 經(jīng) 節(jié) 苷 脂 (monoclonal antidisialoganglioside,GD2)單克隆抗體,使LPs具有特異性識(shí)別成神經(jīng)腫瘤細(xì)胞的功能。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,GD2修飾的LPs與成神經(jīng)細(xì)胞瘤細(xì)胞的結(jié)合能力增加了4 倍,并且,由于LPs 的保護(hù),使得YM155 在血漿中維持較高的水平,能有效殺傷神經(jīng)瘤細(xì)胞。
單克隆抗體在靶向修飾藥物載體研究方面具有較好的應(yīng)用前景,利用其專一性與抗原結(jié)合的特點(diǎn),可以精準(zhǔn)地將藥物載體帶入到靶細(xì)胞內(nèi)。但單克隆抗體的制備對(duì)于技術(shù)有一定的要求,這限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。此外,對(duì)于單克隆抗體自身所帶來(lái)的細(xì)胞毒性也還缺乏較為深入的研究。
抗體Fab片段是抗體在蛋白水解酶的作用下切割而來(lái),由重鏈可變區(qū)、重鏈恒定區(qū)、輕鏈可變區(qū)、輕鏈恒定區(qū)以及一個(gè)二硫鍵組成[18,22]。Fab片段的尺寸較小,相比于整個(gè)抗體,其擁有更高的表面密度,更多的單位面積上可結(jié)合部位數(shù)量,以及優(yōu)秀的組織穿透能力[23]。
Khan等[24]制備了可以靶向治療人表皮生長(zhǎng)因子受體2(human EGFR 2,HER2)過(guò)表達(dá)的乳腺癌IL。LPs 表面插入HER2 抗體的Fab 片段,同時(shí)裝載脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,F(xiàn)ASN)的siRNA用于抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖。對(duì)HER2過(guò)表達(dá)的乳腺癌SK-BR3細(xì)胞進(jìn)行治療,結(jié)果顯示,制備的FASN-siRNA 修飾的LPs 都表現(xiàn)出明顯更高的細(xì)胞攝取和內(nèi)化效率,細(xì)胞的存活率降至20%,而對(duì)于HER-2 低表達(dá)的乳腺癌MCF-7 細(xì)胞,其存活率則降至36%。該結(jié)果顯示出抗體Fab片段修飾的LPs 具有良好的腫瘤靶向能力。同樣針對(duì)乳腺癌,Li 等[25]制備了修飾有ErbB2 抗體Fab 片段的LPs,可以通過(guò)乳腺癌細(xì)胞上的ErbB2 受體達(dá)到靶向目的,得到較好的治療效果。
抗體Fab片段體積小、穿透力高,且由于沒(méi)有Fc 片段,不會(huì)受到巨噬細(xì)胞和B 細(xì)胞等免疫細(xì)胞上Fc 受體的影響,能躲避機(jī)體的免疫監(jiān)控,將所攜帶的藥物載體運(yùn)送至靶細(xì)胞。當(dāng)然,由于沒(méi)有Fc 片段,抗體Fab 片段的降解速度也會(huì)加快,因此,如何提高抗體Fab片段的穩(wěn)定性,減緩其在體內(nèi)的降解速度將是抗體Fab片段使用的一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。
scFv是由抗體重鏈高變區(qū)和輕鏈高變區(qū)兩部分通過(guò)一個(gè)短肽連接而成的抗體,scFv含有完整的抗原結(jié)合位點(diǎn),是具有抗體活性的最小功能結(jié)構(gòu)單位,因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、穿透能力強(qiáng)并且制備成本低而成為目前最先進(jìn)的IL靶頭抗體形式[26]。
頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(squamous cell carcinoma of head and neck,SCCHN)是世界第5 大常見癌癥,由于該區(qū)域的解剖學(xué)復(fù)雜性,完全手術(shù)切除幾乎是不可能的。Wang 等[27]制備了一種可以靶向SCCHN 的IL,該LPs 利用抗EGFR 人源scFv 作為靶向修飾物,包載DOX 用以殺傷腫瘤細(xì)胞。體外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,相比于非靶向LPs,IL 增強(qiáng)了SCCHN 細(xì)胞的內(nèi)吞作用,并顯著降低藥物遞送載體的半數(shù)抑制濃度(IC50)。小鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,利用IL 治療的小鼠中位存活時(shí)間顯著延長(zhǎng),且沒(méi)有明顯的全身毒性增加。Saeed 等[28]利用黑色素瘤抗原A1 的T 細(xì)胞受體樣抗體的scFv 片段,修飾包載DOX 的LPs 用于靶向治療黑色素瘤,通過(guò)對(duì)比非靶向LPs,黑色素瘤細(xì)胞在體外對(duì)IL的結(jié)合和內(nèi)化更明顯。細(xì)胞毒性結(jié)果顯示,雖然非靶向LPs和靶向LPs體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)相似,但是靶向LPs的蓄積量要明顯高于非靶向LPs,抗腫瘤活性也更優(yōu)于非靶向LPs。
上述研究將抗體與LPs結(jié)合,利用抗體與抗原具有強(qiáng)專一性,設(shè)計(jì)出針對(duì)腫瘤治療的IL,既能減少藥物的副作用,又能提高療效[18]。抗體作為靶向修飾物制備IL似乎是提高LPs靶向不足的有效方法[19]。目前,對(duì)于IL 的研究仍有不足,需要考慮到抗體的半衰期較短,且儲(chǔ)存條件較為苛刻,不利于LPs遞藥系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用,同時(shí),當(dāng)抗體與抗原結(jié)合時(shí),其自身就會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞毒性,這些細(xì)胞毒性是否影響IL 的功能還需要進(jìn)一步的研究。相信隨著技術(shù)的發(fā)展,IL 的臨床應(yīng)用也有望成為現(xiàn)實(shí)。
糖類是細(xì)胞能量的主要來(lái)源,細(xì)胞通過(guò)糖酵解產(chǎn)生ATP來(lái)供給能量。腫瘤細(xì)胞相比于正常細(xì)胞,失去生長(zhǎng)控制能力,因此需要攝入大量的ATP 來(lái)維持生存,而細(xì)胞膜表面葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporters,GLUT)的表達(dá)增加可以滿足這一要求,GLUT不僅特異性轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖,還能轉(zhuǎn)運(yùn)半乳糖、甘露糖及其衍生物等[29],同時(shí),糖類還參與細(xì)胞的許多代謝過(guò)程。此外,基于不同細(xì)胞的特點(diǎn),細(xì)胞表面還會(huì)特異性表達(dá)多種糖受體,這提示,可以將糖基作為配體來(lái)修飾LPs,實(shí)現(xiàn)靶向腫瘤細(xì)胞目的。
葡萄糖是細(xì)胞能量來(lái)源的基本物質(zhì),一般細(xì)胞表面都會(huì)表達(dá)GLUT用于攝入葡萄糖,由于腫瘤失去生長(zhǎng)控制能力,對(duì)于能量的需求極大,這就導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞表面會(huì)過(guò)量表達(dá)GLUT 來(lái)維持其能量需求,葡萄糖修飾的LPs就是利用腫瘤細(xì)胞表面過(guò)表達(dá)的GLUT為靶向目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的精準(zhǔn)靶向藥物遞送[30]。Mu 等[31]設(shè)計(jì)了一種新型功能性葡萄糖偶聯(lián)材料TPGS1000-Glu,由葡萄糖衍生物4-氨基苯基-D-吡喃葡萄糖苷(4-aminophenyl-β-Dglucopyranoside,Glu)和維生素E 衍生物D-α-生育酚聚乙二醇1000 琥珀酸酯(D-α-tocopherol polyethylene glycol 1000 succinate,TPGS1000)組成,Glu 具有腫瘤靶向性,TPGS1000 具有抑制腫瘤藥物外排和改善藥物溶解性的作用,TPGS1000-Glu 通過(guò)插入到LPs 以實(shí)現(xiàn)腫瘤靶向的目的,同時(shí)LPs攜帶表阿霉素用于治療腦膠質(zhì)瘤。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,TPGS1000-Glu 修飾的表阿霉素LPs 包封率高且多分散指數(shù)小,與非靶向LPs對(duì)比,其不僅能夠跨過(guò)血腦屏障(blood brain barrier,BBB),同時(shí)具有更強(qiáng)的藥物攝取和抗膠質(zhì)瘤作用。Shen等[32]利用烷基葡萄糖苷的葡萄糖片段作為靶向頭部對(duì)LPs進(jìn)行修飾,包載雙氫青蒿素(dihy-droartemisinin,DHA)用于抗肝癌治療。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該LPs對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2 具有良好的靶向性,抗腫瘤活性明顯增加。
利用葡萄糖作為靶向配體是一種很有前途的修飾方式,葡萄糖來(lái)源廣、價(jià)格低,且GLUT在腫瘤細(xì)胞上高表達(dá),這為葡萄糖的應(yīng)用提供了可能性。當(dāng)然,目前關(guān)于葡萄糖作為靶向配體的研究還比較少,且研究多以體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)行,仍需要進(jìn)行更多的相關(guān)性實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)這種修飾方式進(jìn)行檢驗(yàn)。
半乳糖(galactose, Gal)是廣泛存在于奶產(chǎn)品或甜菜中的一種單糖,是某些糖蛋白的重要成分。肝細(xì)胞表面存在一類半乳糖受體,也被稱為唾液酸糖蛋白受體(asialoglycoprotein receptor,ASGPR),可以特異性與Gal 結(jié)合,以受體介導(dǎo)的胞吞作用大量攝入Gal 進(jìn)行分解代謝和再循環(huán)[33-34]。因此Gal可以作為靶向修飾物,實(shí)現(xiàn)藥物載體的肝癌細(xì)胞靶向。
Liu 等[35]制備了包載去甲斑螯素片的ASGPR靶向LPs。該LPs 是利用二硬脂?;字R掖及? 聚乙二醇(1, 2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-Poly,DSPE-PEG) 與Gal 結(jié)合形成半乳糖化LPs(Gal-Lipo)。GAL-Lipo 通過(guò)其LPs 外側(cè)的Gal 末端分子和HepG2 細(xì)胞上的ASGPR 選擇性結(jié)合,然后利用受體介導(dǎo)的胞吞作用將攜帶藥物的LPs攝入HepG2細(xì)胞內(nèi)達(dá)到富集藥物的作用。體外實(shí)驗(yàn)表明,相比于未經(jīng)Gal修飾的LPs,GAL-Lipo 被顯著地內(nèi)化到HepG2 細(xì)胞中,這也意味著更多的藥物能被輸送到細(xì)胞內(nèi)。Wang等[36]制備了以Gal修飾的LPs,以熱激活延遲熒光(thermally activated delayed fluorescence,TADF)為熒光探針評(píng)價(jià)LPs靶向腫瘤細(xì)胞的能力,共聚焦顯微鏡和流式細(xì)胞儀檢測(cè)結(jié)果表明,與空白PEGDSPE 修 飾 的LPs 相 比,HepG2 細(xì) 胞 對(duì)Gal-PEGDSPE修飾的LPs的攝取效率更高。
Gal 修飾的LPs 展現(xiàn)出了其優(yōu)異的肝癌細(xì)胞靶向能力,通過(guò)與ASGPR 結(jié)合,將LPs 以受體介導(dǎo)的胞吞作用攝入細(xì)胞。因此,Gal是肝癌細(xì)胞靶向載體理想的修飾物。當(dāng)然,Gal 修飾的LPs 也存在需要解決的問(wèn)題,雖然,Gal 修飾的LPs 可以相對(duì)精準(zhǔn)定位于肝癌細(xì)胞,但是在肝癌治療中,如何避免對(duì)正常肝細(xì)胞損傷還需要更為深入的研究。
甘露糖(mannose,Man)是一種單糖,是多種多糖的重要組成成分,在人體代謝過(guò)程中,具有重要作用。Man 可以與甘露糖受體(mannose receptor,MR)結(jié)合,用于修飾藥物載體進(jìn)行癌癥治療[30]。MR 是一種高效的內(nèi)源性受體。其功能包括清除內(nèi)源性分子、促進(jìn)抗原提呈、調(diào)節(jié)細(xì)胞活化和運(yùn)輸。它在腫瘤轉(zhuǎn)移和免疫逃避中也起著重要作用[37-38]。
Xiong 等[38]以包載PTX 的LPs 為基礎(chǔ),通過(guò)在LPs 表面插入Man,制備了Man 修飾的紫杉醇LPs (PTX-Man Lips),該LPs能夠靶向MR,用于提高PTX對(duì)MR高表達(dá)的結(jié)直腸癌的治療作用。小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在治療21 d后,相比生理鹽水 組、PTX-Lips 組、Man Lips 組 和PTX-Lips 組,PTX-Man Lips 顯示出更高的抗腫瘤活性,同時(shí)與生理鹽水對(duì)照組相比,PTX-Man Lips 腫瘤抑制率為69.79%。表明Man 修飾的LPs 有可能成為結(jié)直腸癌靶向治療的潛在給藥系統(tǒng)。
天然糖類物質(zhì)具有較好的生物安全性和生物降解性,獲取來(lái)源廣,價(jià)格低廉,有良好的靶向功能,因此具有廣泛的應(yīng)用前景[34]。表1 例舉了以糖類為靶向修飾物的相關(guān)信息。利用細(xì)胞膜表面的糖受體與糖類物質(zhì)特異性結(jié)合是該修飾的關(guān)鍵。在研究中,需要考慮細(xì)胞表面相應(yīng)糖受體表達(dá)的差異性。此外,糖類修飾的LPs所產(chǎn)生的細(xì)胞毒性還未見系統(tǒng)性報(bào)道。目前,糖類修飾LPs的研究尚處于初步階段,仍有大量問(wèn)題需要解決,但是相信隨著技術(shù)的發(fā)展,糖類修飾的LPs可以取得更大進(jìn)步。
Table 1 Summary of targeting liposomes with glycosylation modifications表1 糖基化修飾的靶向脂質(zhì)體匯總
由于癌細(xì)胞基因表達(dá)的改變,不同癌細(xì)胞會(huì)過(guò)度表達(dá)一些特殊的受體,而正常細(xì)胞低表達(dá)或不表達(dá)這些受體。因此,在LPs表面修飾上可以與這些受體結(jié)合的配體,能夠使LPs特異性地識(shí)別這些癌細(xì)胞或組織,實(shí)現(xiàn)靶向遞送[40]。目前,基于細(xì)胞表面受體特異性結(jié)合的配體研究主要集中于葉酸(folic acid, FA)、 表 皮 生 長(zhǎng) 因 子(epidermal growth factor,EGF) 及 轉(zhuǎn) 鐵 蛋 白(transferrin,TF)等。
FA 是一種水溶性維生素,是機(jī)體中參與一碳單位轉(zhuǎn)移的重要輔助因子,也是基因復(fù)制的必需物質(zhì)。葉酸受體(folate receptor,F(xiàn)AR)是細(xì)胞有效攝入FA而特異性表達(dá)的糖蛋白膜受體,對(duì)FA具有高親和力。當(dāng)FA 與靶細(xì)胞上FAR 特異性結(jié)合時(shí),能通過(guò)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用被內(nèi)化進(jìn)入細(xì)胞,研究發(fā)現(xiàn)在一些腫瘤細(xì)胞表面會(huì)高表達(dá)FAR,以便攝取更多的FA,這提示FAR 可以作為潛在的靶點(diǎn)用于腫瘤靶向治療[41-42]。
Nguyen 等[43]制 備 了FA 修 飾 的 靶 向LPs(FA@AuNR-DOX-LPs)協(xié)同化療和光熱療法治療乳腺癌。如圖3所示,該LPs表面修飾FA,內(nèi)部包裹金納米棒(AuNR)和DOX。通過(guò)對(duì)比FA 修飾的LPs 與非靶向LPs 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,F(xiàn)A 修飾的LPs具有更高的細(xì)胞攝入率,表明其具有更強(qiáng)的靶向能力。此外,荷瘤小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,靶向LPs聯(lián)合治療可以有效抑制腫瘤的生長(zhǎng)。Tie等[44]則利用FA 修飾的LPs(F-PLP/pBIM)遞送BIM-S基因來(lái)治療肺癌。BIM-S基因翻譯促凋亡蛋白BIM,BIM已被證明是細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,F(xiàn)-PLP/pBIM 能特異性抑制肺癌生長(zhǎng),減少腫瘤結(jié)節(jié)數(shù),減輕腫瘤重量。
Fig. 3 Schematic of FA-modified liposomes co-encapsulated by AuNR and DOX for treating breast cancer[43]圖3 AuNR和DOX共同包封的FA修飾的脂質(zhì)體治療乳腺癌示意圖[43]
FA 作為靶向修飾物的研究已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注,因?yàn)镕AR 在多種腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)。許多研究證明,F(xiàn)A 可以非常高效地將LPs 攜帶進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。雖然,F(xiàn)A 修飾的LPs 研究取得了較大的進(jìn)展,但是仍有一些問(wèn)題有待解決,例如,F(xiàn)A 修飾的LPs進(jìn)入細(xì)胞后的釋放機(jī)制仍不明確,由此所帶來(lái)的可能的細(xì)胞毒性也需要進(jìn)一步的闡明。
EGFR是細(xì)胞生理的重要調(diào)節(jié)因子,在細(xì)胞增殖、存活和分化過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)作用[45]。當(dāng)EGF結(jié)合EGFR后,會(huì)引發(fā)EGFR的二聚化和內(nèi)源性激酶的激活,然后通過(guò)網(wǎng)格蛋白依賴的胞吞作用內(nèi)化EGF。EGFR的激活通常會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。研究表明,當(dāng)細(xì)胞發(fā)生癌變時(shí),EGFR過(guò)表達(dá),正常細(xì)胞一般每個(gè)細(xì)胞表達(dá)4×104~1×105個(gè)EGFR,而腫瘤細(xì)胞每個(gè)細(xì)胞可表達(dá)2×106個(gè)EGFR,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞快速增殖,這使得EGFR 成為理想的靶向研究位點(diǎn)[46]。
Thomas等[47]報(bào)道了一種具有EGFR靶向能力的LPs(111In-EGF-LP-Dox),該LPs裝載DOX的同時(shí)進(jìn)行高劑量的放射性111In 標(biāo)記。研究對(duì)比了EGFR 高表達(dá)的MDA-MB-468 和低表達(dá)的MCF-7兩種細(xì)胞的細(xì)胞攝取差異,111In-EGF-LP-Dox 在MDA-MB-468 細(xì)胞中攝取量更多,且聯(lián)合治療的實(shí)驗(yàn)組對(duì)腫瘤細(xì)胞殺傷效果更好。Wang 等[48]為了克服順鉑(cisplatin,CDDP)的毒副作用和低水溶解性,使用海藻酸鈉(sodium alginate,SA)包裹CDDP,構(gòu)建了以順鉑-海藻酸鈉(CS)為偶聯(lián)物的LPs(CS-EGF-Lip),并在LPs 上插入EGF用于靶向治療EGFR高表達(dá)的卵巢癌。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,對(duì)比非靶向的LPs 和游離的CDDP,CS-EGFLip能明顯抑制腫瘤的生長(zhǎng)和遷移,基本不會(huì)影響小鼠的體重,且腎毒性較低。Huang 等[49]將酵母胞嘧啶脫氨酶(yeast cytosine deaminase,F(xiàn)cy)和人表皮生長(zhǎng)因子(human EGF,hEGF)利用基因工程技術(shù)形成融合蛋白Fcy-hEGF,然后將FcyhEGF 插入到包裹治療用放射性核素188Re 的LPs 表面,構(gòu)建了新型LPs(188Re-liposome-Fcy-hEGF)。融合蛋白Fcy-hEGF能夠與EGFR結(jié)合,同時(shí),F(xiàn)cy可以將5-氟胞嘧啶(5-fluorocytosine,5-FC)酶促轉(zhuǎn)化為1 000倍毒性的5-FU以達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的效果。
TF 是一種能夠以高親和力可逆結(jié)合三價(jià)鐵原子的蛋白質(zhì),通過(guò)與細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(transferrin receptor,TFR)結(jié)合從而將結(jié)合的鐵原子內(nèi)化進(jìn)細(xì)胞[50]。TFR 在各種正常組織上普遍表達(dá),反映了細(xì)胞對(duì)鐵的代謝需求。多項(xiàng)研究表明相對(duì)于正常細(xì)胞,腫瘤細(xì)胞表面的TFR 表達(dá)上調(diào)[51],這使得TF成為精準(zhǔn)治療的有效靶點(diǎn)。
Jhaveri 等[52]設(shè) 計(jì) 了 修 飾 有TF 的LPs(TF-RES-L), 將 包 載 的 藥 物 白 藜 蘆 醇(resveratrol,Res) 靶向到神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma,GBM),以實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的定向殺傷。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,當(dāng)Res 濃度約為200 μmol/L時(shí),非靶向LPs(Res-L)處理的細(xì)胞存活率為61.9%,TF-RES-L 處理的細(xì)胞存活率為54.2%。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,TF-RES-L對(duì)裸鼠的腫瘤生長(zhǎng)抑制作用明顯優(yōu)于對(duì)照組,表明TF 的修飾可以為L(zhǎng)Ps 提供有效的靶向性。全乳鐵蛋白(hololactoferrin,Lf)是一種天然的鐵飽和乳鐵蛋白,具有多種生理功能,可作為TFR 的潛在配體[53]。Zhang 等[53]利用全乳鐵蛋白修飾包載DOX 的LPs(Lf-Liposome-Dox)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該LPs 不僅可以靶向蓄積在TFR 高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞中,還可以催化H2O2轉(zhuǎn)化為氧氣,能有效緩解腫瘤缺氧微環(huán)境,并可以結(jié)合在X 射線(X-ray)的照射下增強(qiáng)其化療效果,顯著抑制小鼠體內(nèi)的腫瘤生長(zhǎng)。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示全乳鐵蛋白LPs 有巨大的腫瘤治療潛力。
總之,依賴于受體的主動(dòng)靶向LPs很有臨床應(yīng)用前景,但該系統(tǒng)有一個(gè)亟需解決的問(wèn)題,即受體是正常細(xì)胞存活所必需的,當(dāng)以腫瘤細(xì)胞過(guò)表達(dá)的受體為靶標(biāo)時(shí),難免會(huì)因?yàn)檎<?xì)胞也存在本底水平的受體表達(dá)而被“誤傷”。雖然配體修飾的LPs仍有很多尚未解決的問(wèn)題,但其已在靶向治療研究中顯示出巨大優(yōu)勢(shì)。
核酸適配體(aptamers)是通過(guò)富集配體系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)(SELEX)從隨機(jī)的DNA或RNA文庫(kù)中篩選出來(lái)的一類具有高特異性、強(qiáng)親和力、能精準(zhǔn)識(shí)別目標(biāo)物的單鏈寡聚核苷酸[54-55],aptamer 可通過(guò)二、三級(jí)結(jié)構(gòu)的折疊形成特定的三維空間構(gòu)型與靶分子高親和性、高特異性地相互作用[56]。Aptamer的目標(biāo)物具有多樣性,不僅能與小分子結(jié)合,甚至能與整個(gè)生物體結(jié)合[57]。相比于傳統(tǒng)的抗體,aptamer 具有合成簡(jiǎn)單、分子質(zhì)量更低、穩(wěn)定性更高、毒性更低、程序可控等優(yōu)點(diǎn)[58]。此外,有研究表明,在腫瘤學(xué)領(lǐng)域,aptamer 不會(huì)在全身給藥中刺激免疫系統(tǒng)的Fc 區(qū)域,同時(shí)具有更高的腫瘤穿透性、保留性,且能夠均勻分布[59-61]。Aptamers 根據(jù)其合成類型可分為DNA 和RNA兩類。
Cao 等[62]于2009 年第一次利用aptamer 修飾LPs,用于藥物的靶向遞送治療。該LPs包載順鉑,表面修飾有適配體AS1411 (5'-GGT GGT GGT GGT TGT GGT GGT GGT GGT TTT TTT TTT TT-3')。AS1411 與核仁素有很高的親和力,核仁素在多種癌細(xì)胞表面過(guò)度表達(dá),利用這個(gè)特性,AS1411 修飾的LPs可以特異靶向癌細(xì)胞表面,將殺傷性藥物富集于癌細(xì)胞內(nèi),達(dá)到精準(zhǔn)治療的目的。Yu 等[63]同樣利用適配體AS1411(5'-GGT GGT GGT GGT TGT GGT GGT GGT GG-3')作為靶向修飾物制備出了AS1411 適配體功能化LPs (AS1411/Lipo-PTX-siPLK1),該LPs 同時(shí)包載有PTX 和PLK1 siRNA(siPLK1)用于對(duì)乳腺癌的治療。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,AS1411/Lipo-PTX-siPLK1可以使MCF-7細(xì)胞的PLK1 mRNA 表達(dá)下調(diào)約79%,而對(duì)照的PBS 組AS1411/Lipo-PTX-siCTR(非特異性siRNA組)則無(wú)明顯的下調(diào)作用。體內(nèi)的抗腫瘤活性結(jié)果顯示,經(jīng)S1411/Lipo-PTX-siPLK1 注射治療后,腫瘤生長(zhǎng)明顯受到抑制,且荷瘤小鼠的存活時(shí)間延長(zhǎng)。Ara 等[64]分離到一個(gè)DNA 適配體AraHH001(5'-ACG TAC CGA CTT CGT ATG CCA ACA GCC CTT TAT CCA CCT C-3'),AraHH001 可以特異性識(shí)別鼠腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞(mouse tumor endothelial cells, mTECs),并利用該適配體修飾PEG 化LPs給藥系統(tǒng)(APT-PEG-LPs)。研究結(jié)果表明,適配體能有效增強(qiáng)mTECs 細(xì)胞對(duì)于APT-PEG-LPs 的攝取,并在一定程度上具有內(nèi)體逃逸能力。CRISPR/Cas9 是一種功能強(qiáng)大的基因編輯工具,具有特異性強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)[65]。Liang 等[66]將CRISPR/Cas9技術(shù)與靶向修飾LPs結(jié)合,制備了一種可靶向骨肉瘤(osteosarcoma,OS)細(xì)胞的LPs遞送系統(tǒng),該遞送系統(tǒng)包裹編碼血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(vascular EGF A, VEGFA) gDNA 和Cas9 的CRISPR/Cas9 質(zhì)粒,表面修飾有靶向OS 細(xì)胞的適配 體LC09 (5'-GCT AAG CGG GTG GGA CTT CCT AGT CCC ACC CGC TTA GCA AAG TAG CGT GCA CTT TTG-3')。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)促進(jìn)了CRISPR/Cas9 在肺病變的原位OS 組織和轉(zhuǎn)移性O(shè)S 組織中的選擇性分布,并且有效降低了VEGFA的表達(dá)和分泌,抑制了原位OS的惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移,減少血管生成,且未檢測(cè)到毒性。Song等[67]篩選出可以靶向識(shí)別4T1細(xì)胞的適配體SRZ1(5'-CCT GAC AGT CGA GAC-N30-CAC CGG GGT CCT AGG-3'),將該適配體修飾于包載DOX 的LPs,用于靶向遞送藥物到4T1 細(xì)胞中以達(dá)到治療目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,SRZ1 修飾后的LPs 相比于空白LPs 而言,其細(xì)胞攝入率更高,腫瘤殺傷力更強(qiáng)。
Baek等[68]合成了一種與前列腺特異性膜抗原(prostate specific membrane antigen, PSMA) 的RNA 適配體(5'-GGGAGGACGAUGCGGACCGAAAAAGACCUGACUUCUAUACUAAGUCUACGUUCCCAGACGACUCGCCCGA-3') 偶 聯(lián) 的LPs(DOX-Aptamosome),利用適配體與膜上抗原結(jié)合,將包載DOX 的LPs 內(nèi)吞進(jìn)前列腺癌細(xì)胞LNCaP,以殺死癌細(xì)胞。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)比PSMA 陰性細(xì)胞PC-3,LNCaP 細(xì)胞內(nèi)有明顯的熒光,而PC-3 細(xì)胞則沒(méi)有觀察到熒光,同時(shí)通過(guò)與缺乏PSMA 適配體的對(duì)照LPs 對(duì)比,發(fā)現(xiàn)DOXAptamosome對(duì)LNCaP細(xì)胞的毒性明顯更大。小鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,DOX-Aptamosome主要分布在腫瘤和肝、腎中,并且隨著時(shí)間推移,肝、腎中的DOX-Aptamosome的分布在逐漸減少,小鼠體內(nèi)的腫瘤體積也在減小。這些結(jié)果表明,通過(guò)將藥物包裹在RNA 適配體修飾的LPs 中是一種潛在的靶向給藥策略。Bandekar 等[69]同樣利用PSMA 適配體A10 作為靶向修飾物,包載α 粒子生成器225Ac,利用225Ac 的高放射性實(shí)現(xiàn)殺死腫瘤細(xì)胞的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,每個(gè)LPs 表面平均結(jié)合有(9±2)個(gè)A10,平均粒徑為(107±2)nm,且能夠很好地選擇性結(jié)合、內(nèi)化和殺死PSMA 陽(yáng)性的癌細(xì)胞。Zhen 等[70]利用A10 作為靶向修飾物,包載PLK1 CRISPR/Cas9系統(tǒng),該系統(tǒng)可以沉默腫瘤細(xì)胞中生存基因Polo樣蛋白激酶1,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)殺死腫瘤細(xì)胞的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,A10-LPs-CRISPR/Cas9遞送嵌合體能有效地靶向腫瘤細(xì)胞,在體外不僅具有顯著的基因沉默能力,同時(shí)在體內(nèi)可以觀察到明顯的腫瘤消退作用,且免疫應(yīng)答低。Moosavian等[71]制備了由TSA14 (5'-GCTGGAGCATTTATGGATGAACCTTGGACGGAA-3') 修 飾 的 包 載DOX的LPs(aptamer-PL-Dox),TSA14 與Tubo 細(xì)胞有很高的親和力,Tubo 細(xì)胞是一種從BALB-neuT 小鼠乳腺癌體外建立的克隆系,過(guò)表達(dá)HER-2 受體(HER2/erb-2)。通過(guò)與非靶向LPs 相比,aptamer-PL-Dox在Tubo乳腺細(xì)胞系中的攝取率更高,毒性作用更強(qiáng),腫瘤中Dox的蓄積也更多,抗腫瘤能力也有很大提高。Ma 等[72]制備了適配體A15(5'-CCCUCCUACAUAGGG-3')修飾包載姜黃素的LPs用于前列腺癌治療。CD133是前列腺癌細(xì)胞表面高表達(dá)膜蛋白,適配體A15 可以和CD133 特異性結(jié)合,同時(shí)姜黃素作為一種植物化學(xué)物質(zhì)在治療前列腺癌方面顯示出巨大的潛力。該LPs在體內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都顯示出其具有良好的靶向抗腫瘤效果。
Aptamers 作為一種人工合成的短的單鏈DNA或RNA 分子,可以高親和力和特異性地與靶標(biāo)結(jié)合。研究表明,相比于抗體而言,aptamers較小的體積使其擁有比抗體更高的腫瘤穿透性,附著在納米顆粒表面的過(guò)程也比抗體更容易和更具重復(fù)性[61]。目前aptamers 已在癌癥治療研究方面受到關(guān)注,作為一種新興的技術(shù)手段,仍有許多問(wèn)題需要克服,例如,aptamers需要從隨機(jī)單鏈核酸序列文庫(kù)中篩選出來(lái),具有很強(qiáng)的隨機(jī)性,無(wú)法通過(guò)人工設(shè)計(jì),這顯著提高了aptamers 的制造成本。此外,由于人體的循環(huán)系統(tǒng)中存在核糖核酸酶,因此,aptamers的穩(wěn)定性也需要評(píng)估。期望隨著研究的深入和技術(shù)的發(fā)展,aptamers的應(yīng)用迎來(lái)更好的前景。
單一靶向修飾的LPs 發(fā)展至今已經(jīng)比較成熟,然而,在臨床應(yīng)用中仍有不足之處。針對(duì)癌細(xì)胞受體的單靶向修飾往往會(huì)因?yàn)檎<?xì)胞也表達(dá)了相應(yīng)受體而造成非選擇性的毒性。為了解決這個(gè)問(wèn)題,研究者們探索出對(duì)LPs進(jìn)行多靶點(diǎn)修飾的策略,進(jìn)一步提高了LPs遞藥系統(tǒng)的精準(zhǔn)靶向性。
甘草次酸受體(glycyrrhetinic acid recptor,GA-R)在大鼠肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞膜表面大量表達(dá),肝癌組織中的GA-R 的表達(dá)是鄰近正常肝組織的1.5~5倍[73],單獨(dú)使用GA修飾的LPs可能會(huì)引起正常肝細(xì)胞的損傷。為了解決這個(gè)問(wèn)題,Li 等[74]在GA修飾DOX 脂質(zhì)體的基礎(chǔ)上,將花生凝集素(peanut agglutinin,PNA)插入到LPs 表面,PNA可以與癌細(xì)胞上過(guò)表達(dá)的黏蛋白1 (mucin 1,MUC1)特異性結(jié)合,利用PNA和GA制成雙配體修飾的LPs(DOX-GA/PNA-Lips),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)肝癌細(xì)胞的主動(dòng)靶向,避免對(duì)正常肝細(xì)胞的傷害。以MUC1陽(yáng)性肝癌細(xì)胞株SMMC07721 為靶細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,DOX-GA/PNA-Lips 對(duì)細(xì)胞的毒性作用最強(qiáng),其IC50值為(7.4±0.79)μg/L,是游離DOX 的1/7,是無(wú)配體修飾LPs 的1/2,是單配體修飾LPs 的2/3,顯示出雙配體修飾的高靶向性和藥物傳遞效率。
多靶向修飾除了能夠提高LPs遞藥系統(tǒng)的靶向準(zhǔn)確性,還可以被設(shè)計(jì)用于層級(jí)靶向遞送。腦膠質(zhì)瘤是最常見的顱內(nèi)腫瘤,然而由于存在BBB,因此常規(guī)的LPs 無(wú)法精準(zhǔn)到達(dá)腦部腫瘤部位。Gao等[75]開發(fā)了由FA 和TF 雙修飾的LPs,可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)靶向,將藥物準(zhǔn)確的送達(dá)腦膠質(zhì)瘤。TF 負(fù)責(zé)將LPs 特異靶向到BBB 上的TFR,在穿過(guò)BBB 之后,F(xiàn)A 可以特異性的靶向腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞上過(guò)表達(dá)的FAR,最終達(dá)到將LPs包封的藥物運(yùn)輸?shù)侥X膠質(zhì)瘤的目的。Wang等[76]設(shè)計(jì)了可以靶向肝癌細(xì)胞溶酶體的LPs(Gal-Mor-LPs),該LPs 表面修飾Gal和嗎啉(morpholine,Mor),內(nèi)部包載姜黃素。Gal 可以識(shí)別肝癌細(xì)胞上過(guò)表達(dá)的半乳糖受體,Mor 可以靶向溶酶體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,Gal-Mor-LPs 比LPs 和Gal-LPs 有著更好的溶酶體靶向性,且抗腫瘤作用也更強(qiáng)。
通過(guò)對(duì)LPs 進(jìn)行多靶向修飾設(shè)計(jì),使LPs 具有更優(yōu)異的細(xì)胞選擇性、細(xì)胞攝取或腫瘤穿透能力,在腫瘤靶向治療中顯示出巨大優(yōu)勢(shì)。但是,在設(shè)計(jì)多靶向載體時(shí)應(yīng)進(jìn)行多方面評(píng)估,如配體的密度、位置、與受體的親和力等對(duì)靶向效果有較大影響的因素[77]。目前,多靶向修飾已經(jīng)受到研究人員的極大關(guān)注,通過(guò)在納米藥物載體表面修飾不同靶標(biāo)物,不僅可以提高腫瘤靶向遞送效果,更能賦予納米藥物載體更多功能,如克服BBB 和靶向細(xì)胞器等。因此,未來(lái)應(yīng)更多地關(guān)注多靶向納米藥物載體的設(shè)計(jì),以促進(jìn)其臨床應(yīng)用。
隨著癌癥發(fā)病率愈來(lái)愈高,其治療方法的研究也在不斷提升,然而,癌細(xì)胞耐藥性以及復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移使得癌癥的根治成為難點(diǎn)。精準(zhǔn)殺死癌細(xì)胞是癌癥治療的最高目標(biāo)。目前化療藥物是主要的癌癥治療方法之一,但是化療藥物在產(chǎn)生作用時(shí),往往會(huì)波及到正常的細(xì)胞,這使得癌癥治療的副作用比較大,所以亟需對(duì)化療藥物進(jìn)行組合優(yōu)化研究。LPs作為一種藥物載體,有著巨大的應(yīng)用潛力,能將藥物包裹起來(lái),通過(guò)對(duì)LPs 的靶向修飾,還可以使LPs擁有精準(zhǔn)定位腫瘤細(xì)胞并釋放藥物的能力,增強(qiáng)藥物的有效利用率,減少毒副作用。
本文概述了近年來(lái)靶向修飾LPs遞送系統(tǒng)的研究進(jìn)展,并對(duì)其進(jìn)行了分類綜述。目前的LPs研究主要集中在對(duì)其表面進(jìn)行靶向修飾,也有很多結(jié)合其他治療手段,如化療、光療、免疫療法等對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行聯(lián)合治療。雖然靶向LPs遞藥系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)明顯,但是由于許多靶向受體在正常細(xì)胞中也存在本底表達(dá),這導(dǎo)致LPs遞藥系統(tǒng)也會(huì)被正常細(xì)胞識(shí)別攝入而引起不良反應(yīng)。另外,LPs遞藥系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制釋放也是個(gè)亟需解決的問(wèn)題,若能解決上述問(wèn)題,LPs遞藥系統(tǒng)的研發(fā)和臨床應(yīng)用將獲得更大提升,也將進(jìn)一步推動(dòng)癌癥治療研究的發(fā)展。