喻志强/于梦/李爱民Bioactive Materials：CXCR4靶向脂质体调节乏氧和免疫抑制微环境用于索拉非尼耐药肝癌治疗

南方医科大学喻志强教授、于梦副教授和李爱民院长团队在国际学术刊物Bioactive Materials（IF=14.593）发表了题为 “CXCR4-guided liposomes regulating hypoxic and immunosuppressive microenvironment for sorafenib-resistant tumor treatment” 的研究论文。该文主要通过缓解肿瘤乏氧和免疫抑制微环境，应用于索拉非尼治疗肝癌所引起的耐药治疗，开发了一种智能纳米药物PFH@LSLP。

图1. 设计开发的PFH@LSLP纳米粒通过调节缺氧和免疫抑制微环境介导的抗肿瘤协同疗法治疗索拉非尼耐药肿瘤。

肿瘤缺氧是导致肿瘤治疗失败的主要原因之一，对肿瘤缺氧几乎没有有效的治疗方法，而且很多研究结果表明索拉非尼治疗效果不佳也与肿瘤逃避免疫监测的适应机制密切相关。本文设计了一个多功能的氧气递送纳米平台PFH@LSLP，可以靶向肿瘤乏氧条件下高表达的CXCR4，并同时递送索拉非尼和CSF1/CSF1R抑制剂PLX3397。

图2. 纳米粒PFH@LSLP NPs的表征。(A) LS、PFH@LS、PFH@LSL、PFH@LSLP的TEM图像。比例尺:100纳米。(B) DLS测得不同纳米颗粒的形态图及尺寸分布。(C) PFH@LSLP纳米粒子在低氧和常氧条件下的药物释放行为示意图。 (D)含各种纳米颗粒的缺氧溶液中的氧气供应。(E)低氧条件下LS、PFH@LS、PFH@LSL和PFH@LSLP体外释放索拉非尼。数据以平均值±SD表示(n = 3)。***p<0.001。

该脂质体基于饱和氧的全氟己烷(PFH)核脂质体，以及表面修饰的CXCR4拮抗剂LFC131多肽。PFH@LSLP是通过以下3种作用的协同效应来克服索拉非尼耐药的: 1)O2饱和的PFH核心可以通过O2供应缓解肿瘤缺氧; 2) LFC131多肽靶向肿瘤乏氧过表达的CXCR4，阻断SDF-1α/CXCR4轴，使HCC细胞对索拉非尼重新敏感; 3) PLX3397通过抑制TAMs中的CSF1/CSF1R通路激活免疫应答，进一步增强CD8+ T细胞浸润，逆转肿瘤免疫抑制。在H22荷瘤小鼠和肝癌患者来源的肿瘤异种移植模型(PDX)上的抗肿瘤性能表明，PFH@LSLP可以通过协同作用缓解肿瘤缺氧、调节耐药相关基因和重塑免疫微环境来克服索拉非尼耐药。

图3. PFH@LSLP在缺氧条件下的细胞毒性及其机制。(A) PFH@LSLP在低氧条件下培养的HepG2细胞体外抗肿瘤评价示意图。(B) MTT法测定肝癌细胞(HepG2)在37℃低氧和常氧条件下的细胞活力。(C) Annexin V-FITC和PI染色法分别在低氧和常氧条件下检测细胞凋亡。(D) PFH@LSLP在缺氧条件下通过SDF-1α/CXCR4途径克服索拉非尼耐药的示意图。(E)低氧条件下PFH@LSLP调节HIF-1α和CXCR4表达的Western blotting分析。(F) HepG2细胞与不同配方(PFH@LSLP、PFH@LSL、PFH@LS和LS)在37℃缺氧条件下孵育4 h后HIF-1α表达的免疫荧光分析。比例尺:100µm。** p < 0.01, ***p < 0.001。

图4. PFH@LSLP对肝癌PDX小鼠模型的体内抗肿瘤作用。(A) BABL/c裸鼠HCC PDX模型建立及给药过程示意图。(B)不同处理后的肿瘤组织数字图像(n = 5)。(C)治疗过程中小鼠肿瘤生长曲线(n = 5)。(D)治疗后14 D切除的小鼠肿瘤重量。(E)体重变异的老鼠接受不同治疗14 d。(F)的主要肿瘤生长曲线个人鼠标从每组肝癌PDX小鼠模型(n = 5)。(G)免疫荧光检测表达的肿瘤部分缺氧标记(HIF-1α和趋化因子受体CXCR4)和凋亡标记 (CD31、p53、半胱天冬酶3) 后治疗。比例尺: 200 μ m。* p < 0.05，** p < 0.01，*** p < 0.001。

综上可知，这种多功能纳米药物在临床协同化疗和免疫治疗提高索拉非尼耐药肿瘤的治疗效果方面具有巨大潜力，极大地促进了纳米药物递送体系在肝癌治疗中的应用。

该工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金等的资助。该研究共同第一作者为南方医科大学中西医结合医院博士后王月华和博士后王振杰，南方医科大学药学院于梦副教授、南方医科大学中西医结合医院李爱民院长为共同通讯作者，南方医科大学药学院喻志强教授为最后通讯作者。

通讯作者介绍：

喻志强，博士，教授，博士生导师，博士后合作导师，曾担任先进生物材料PI团队主任。2010年长崎大学药学院获药学博士, 2011年1月起在美国亚利桑那州立大学Sidney Hecht课题组开展博士后研究，主要研究博来霉素肿瘤药物合成和作用机制的研究。2015年7月受聘于南方医科大学生物药剂学科教授。其主要研究兴趣包括新型铂药纳米制剂，癌症诊疗一体化，智能响应小分子前药纳米制剂，美容活性分子和健康特膳食品的研究。近年来以一作或者通讯在Adv. Mater, J. Am. Chem. Soc, ACS Nano, Nano Letters, Adv.Funt.Mater, Advanced Sci, JMC, Biomaterials, Small, Biosens Bioelectron, Nano Res，APSB，JCR, Bioact Mater等国际期刊发表SCI论文60余篇，11篇为ESI高被用论文, 19年以来以通讯作者发表IF大于10研究论文13篇。论文总引用约4400多次，H因子39，主持10多项省部级科研基金。担任Adv Mater, ACS Nano, Adv.Funt.Mater, Chem Sci, Biomaterials, Theronostic, JMC等多个国际主流杂志评审专家。国家自然科学基金评审专家；中国抗癌协会纳米肿瘤学会青年委员；中国生物医学工程委员会青年委员；中国药剂学专业委员会青年委员；中国化学快报编委；AJPS杂志青年编委；药学学报A/B青年编委；广东省精准医学运用学会纳米医学分会副主任委员。

于梦，药剂学博士，南方医科大学副教授，硕士生导师。近年来围绕抗肿瘤纳米药物在动力学治疗和肿瘤微环境调控方面的应用，开展了一系列工作。以通讯/第一作者在ACS Nano、Advanced Science、Small Methods、Nano Letters、Bioactive Materials、Biomaterials、Chemical Engineering Journal、Journal of Controlled Release、Acta Pharmaceutica Sinica B等国际期刊上发表SCI收录论文17篇，其中11篇IF＞10，参编论著1部，论文被国内外同行引用1100次以上，H因子为21。主持国家自然科学基金青年项目、广东省自然科学基金项目、南方医科大学高层次人才培育项目等；担任SCI杂志Asian J Pharm Sci和Chinese Chem Lett的青年编委。