南京大学/东南大学合作开发新型药物递送系统，实现乳腺癌化学-声动力治疗

日前，南京大学/东南大学赵远锦团队《Advanced Science》发表题为“Ultrasound-Responsive Oxygen-Carrying Pollen for Enhancing Chemo-Sonodynamic Therapy of Breast Cancer”的研究论文，该研究提出了一种新型的超声响应性天然花粉递送系统(PO/D-PGs)，可同时装载化疗药物和气态药物，用于TNBC的协同治疗。

研究背景

乳腺癌目前是全球女性发病率和死亡率的主要原因，并且发病率不断上升。根据乳腺癌的类型，临床医生选择不同的治疗策略。TNBC是较难治疗的，因为它缺乏人类表皮生长因子受体、雌激素受体和孕激素受体的表达，而这些受体通常作为乳腺癌的治疗靶点。迄今为止，TNBC 有效的治疗策略是全身化疗。此外，已经探索和阐明了一些气体疗法具有抑制肿瘤的作用。然而，单一药物使用的有效性相对有限，并且化疗药物的系统给药通常会引起许多副作用。虽然已经开发了一些递送系统来实现多重和局部药物递送，但是很少报道化疗药物和气体的共同递送。此外，现有递送系统的药物局部释放通常是无法控制的，从而导致非较佳治疗效果。

在本文中，研究人员提出了一种超声响应花粉输送系统，能够同时输送氧气和化疗药物，通过局部注射治疗 TNBC。

研究过程

在本研究的实验中，天然微载体花粉粒（PGs）由向日葵植物的花粉制备而成，整个制备过程如图a所示。首先，将向日葵花粉用水洗涤数次，扫描电子显微镜（SEM）图像显示了向日葵花粉经过水洗后的表面形貌b。然后，用丙酮和乙醚对向日葵PGs进行脱酯处理，脱酯后的向日葵PGs的表面形貌如图c。为了得到中空的多刺微囊结构，将脱酯后的花粉进行脱水碳化处理，硫酸处理后脱酯后的PGs表面形貌如图d. 由于存在酚类化合物和类胡萝卜素等荧光团，因此脱脂的 PG 具有很强的自发荧光。

花粉粒 (PG) 的制备和表征方法

PFC 是一种惰性化合物，在正常大气压和室温下以液体形式存在。PFC 具有显着的氧溶解度，是水的二十倍。研究人员评估了 PFC 的载氧和释放性能，并验证了应用 LIUS 促进 PFC 释放氧气的效率，这是下游实验所必需的。碳化向日葵花粉粒的中空和独特的尖状多孔结构使其成为一种潜在的天然药物载体材料。本研究以DOX作为抗癌药物，评估了其负载效率。

在细胞实验之前，研究人员对材料的生物相容性进行了评估。然后，研究人员建立了额外的研究组来确认 PO/D-PGs + LIUS 系统的细胞毒性和改善缺氧的能力。

受到显著的体外治疗效果的鼓舞，研究人员陆续研究了 PO/D-PGs 在体内的抗肿瘤功效。

研究人员使用Ki-67和末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记（TUNEL）免疫组化染色检测肿瘤细胞的增殖和凋亡。

研究结果证实了基于PO/D-PGs的化学声动力疗法的抗肿瘤功效，氧输送可以显著增强协同治疗效果并逆转肿瘤缺氧微环境。

此外，肿瘤样本的 TUNEL 免疫组化染色显示 P/D-PGs + LIUS 和 PO/D-PGs + LIUS 组含有大量凋亡细胞。PO/D-PGs+LIUS组癌细胞比例明显低于P/D-PGs+LIUS组。相比之下，PO/D-PGs + LIUS 组的定量 TUNEL 值明显高于 P/D-PGs + LIUS 组。因此，基于PO/D-PGs+LIUS的协同治疗在乳腺癌模型中的良好抑瘤效果表明其在生物医学领域具有广阔的应用前景。

研究意义

综上，本研究提出了一种载有氧气和化疗药物的 PGs 微载体系统，以提高化学声动力疗法在 TNBC 治疗中的性能。

研究结果表明，基于花粉的递送系统具有多种药物共递送能力和超声响应性，在联合肿瘤治疗中显示出巨大的潜力。