研究发现肿瘤“杀手”纳米“特洛伊木马”可有效治疗肝内胆管癌

近日，福建医科大学研究团队在期刊《Advance Science》发表了一篇题为“A Novel Trojan Horse Nanotherapy Strategy Targeting the cPKM-STMN1/TGFB1 Axis for Effective Treatment of Intrahepatic Cholangiocarcinoma”的研究论文，本研究中，一种环状RNA cPKM被鉴定出来，它在ICC中上调并与不良预后相关。在ICC细胞中沉默cPKM可减少TGFB1释放和间质纤维化，抑制STMN1表达，抑制ICC生长和转移，并克服紫杉醇耐药。基于这些发现，研究人员开发了一种特洛伊木马式的纳米治疗策略，即siRNA共载抗cPKM (si-cPKM)和紫杉醇(PTX)。siRNA/PTX共负载纳米系统(特洛伊木马)在体内有效穿透肿瘤组织，释放si-cPKM和紫杉醇(士兵)，促进紫杉醇致敏，抑制ICC的增殖和转移。缓解ICC肿瘤间质纤维化，重新打开塌陷的肿瘤血管(打开大门)，从而提高标准化疗方案的疗效(主力)。这种新颖的纳米疗法为ICC治疗提供了一种有前景的新策略。

研究背景

肝内胆管癌(ICC)起源于肝内胆管上皮细胞，是第二常见的肝脏原发性恶性肿瘤，占所有原发性肝癌的10%-15%。虽然没有肝细胞癌(HCC)那么普遍，但在过去的几十年里，ICC的全球发病率迅速上升。ICC是一种预后极差的致死性疾病，其死亡率在大多数地区稳定，5年总生存率(OS)≈9%。由于ICC在早期通常无症状，大多数ICC患者在晚期才被诊断出来。手术切除是目前治疗ICC的主要方法。不幸的是，只有20%-40%的潜在可手术疾病患者符合手术切除的条件，手术切除后的结果仍需谨慎。ICC患者的中位无病生存期为26个月，这些患者的复发率高达62.2%。目前所有晚期ICC患者的标准治疗是吉西他滨和顺铂的全身化疗。然而，这种化疗方案的生存益处有限，中位OS持续时间<1年。近年来，一些研究尝试在化疗中加入紫杉醇(PTX);然而，需要更多的证据来确定它是否对ICC患者有益。此外，ICC的化学耐药是一个广泛关注的问题，它与独特的细胞内分子机制和明显的细胞外环境耐药密切相关。因此，迫切需要开发新的治疗策略来延长ICC患者的生存期。

众所周知，与HCC不同，ICC通常表现出过度的纤维化反应，其特征是以肌成纤维细胞为主要细胞成分的致密肿瘤基质。肝肿瘤微环境中的肌成纤维细胞主要来源于被转化生长因子- β 1 (TGFB1)激活的肝星状细胞(hsc)。活化的hsc可分泌大量胶原蛋白和基质蛋白，促进蛋白质交联沉积和基质过度纤维化。这在肿瘤周围形成了一个致密的物理屏障，阻碍了药物的渗透;此外，它还会压迫血管，导致血管塌陷，使药物递送更加困难。此外，与ICC细胞快速进展和化疗耐药相关的复杂分子机制也解释了ICC治疗具有挑战性的原因。因此，探索具有细胞内和细胞外双重作用的靶向治疗方法，有效地减少ICC细胞的纤维化，抑制ICC细胞的恶性行为，是ICC治疗的新策略。

近年来，纳米医学的出现极大地丰富了癌症治疗的手段。纳米颗粒可以包封化疗药物和治疗性小干扰RNA (sirna)。通过个性化的设计和合成，它们可以在肿瘤中积累，实现化疗药物的高效传递和对靶基因的有效干扰。鉴于ICC的特点，研究人员尝试开发一种纳米系统，不仅可以减少ICC纤维化，还可以抑制ICC的恶性行为，从而在细胞外和细胞内水平上实现ICC的有效治疗。

研究过程

在本研究中，考虑到ICC的特点和circRNA具有细胞内和细胞外作用的发现，研究人员探索了特洛伊木马纳米治疗策略。首先，研究人员通过装载si-cPKM和紫杉醇这两个“先锋战士”，合成了叶酸共轭纳米系统作为特洛伊木马。利用纳米粒子的高穿透性和靶向性，该纳米系统安全有效地将其带入固体ICC肿瘤，如特洛伊城。然后，通过ICC类器官模型和多种小鼠ICC肿瘤模型，研究人员证明了si-cPKM联合紫杉醇不仅可以内部杀死ICC，还可以减少ICC肿瘤间质纤维化，增加微血管开放，从而为药物治疗打开大门。外部主要力量(external main force, GC)可以通过打开的大门涌入ICC，从而达到显著的治疗效果，提高ICC小鼠模型的存活率。该策略首次通过在ICC中共载siRNA和紫杉醇的纳米系统实现了肿瘤对紫杉醇的有效敏化;它也是一个通过内部和外部协同增强实现有效治疗ICC。

siRNA/PTX共载纳米颗粒的抗肿瘤作用

为了探索siRNA/PTX共载纳米颗粒对ICC肿瘤的潜在治疗作用，研究人员构建了一个ICC类器官。研究人员发现si-cPKM-FA-LNPs抑制了类器官的生长，si-NC/PTX- fa - lnps的效果略好于游离PTX处理。si-cPKM/PTX-FA-LNP处理表现出更明显的抑制作用。为了进一步验证siRNA/PTX-FA-LNPs的抗肿瘤作用，研究人员利用稳定过表达cPKM的hcc -9810细胞建立了小鼠体内ICC肿瘤模型。皮下异种移植物模型的结果与类器官模型相似。RNA-FISH实验证实，si-cPKM- fa - lnps和si-cPKM/PTX-FA-LNPs有效地沉默了异种移植物中的cPKM。免疫组化染色显示，si-cPKM- fa - lnps和si-cPKM/PTX-FA-LNPs可显著降低STMN1和TGFB1的表达及AKT磷酸化。与对照组相比，si-cPKM- fa - lnp组ki -67阳性细胞数量减少，si-cPKM/PTX-FA-LNP组减少更为明显。接下来，研究人员对LNPs的生物安全性进行了评价。各组小鼠体重无明显差异，心、肝、脾、肺、肾等主要脏器未见组织病理学异常。研究人员未观察到血液生化参数如ALT、AST、BUN和CREA的显著变化。这些结果表明纳米颗粒没有明显的副作用，可以作为一种安全的药物进一步在体内应用。

siRNA和PTX共载纳米颗粒的抗肿瘤作用

研究结论

综上所述，研究结果表明，cPKM通过促进STMN1和TGFB1的表达以及引起造血干细胞的异常激活、加剧纤维化并终导致血管塌陷，从而促进ICC的生长、转移和对紫杉醇的耐药性。针对cPKM-STMN1 /TGFB1轴的特洛伊木马纳米疗法是一种很有前景的ICC治疗新策略。