背景

胶质母细胞瘤 (GBM) 是一种常见致命的癌症之一，由于缺少有效的治疗干预手段，导致患者的生存周期小于15个月，目前来看手术切除是治疗基本治疗方法，但往往手术很难完全切除，这也就容易导致GBM细胞侵入并渗透到正常的脑组织周围， 由于单独化疗药物的治疗效果比较差，目前急需研究人员开发对抗GBM的新型治疗方法，有科研团队尝试构建了基于基因治疗的氧化铁纳米粒子 (IONPs)，合成了FA/Pt-si-GPX4@IONP作为手术后胶质母细胞瘤患者的理想治疗方法。

科研简介

据报道，胶质母细胞瘤GBM细胞入侵性极强，单独药物的治疗效果有限，因此需使用不同化疗药物靶向组合来治疗，研究人员不断探索不同化疗药物靶向不同细胞内途径的组合，组合化疗可以延长生存时间并降低复发率。 并且药物特异性和化学特性通过这些组合治疗得到改善。科研团队设计通过组合治疗靶向两个细胞凋亡来控制，这种组合能表现出最大的抗**作用。

最近发现铁膜炎被确定为治疗恶性**的创新目标，其中上睑下垂是一种铁依赖性程序性细胞死亡，过量的铁与细胞内过氧化物氢（H2O2）反应产生羟自由基和单氧自由基，由于铁下垂在机制和表型上明显不同于凋亡，针对这两个过程的联合治疗极有可能是治疗GBM的策略。

除此之外，有科研证实纳米颗粒可用于传统化疗药物的负荷，并构成科研团队组合药物治疗的载体基础。在该系统中，铁颗粒引发芬顿（Fenton）反应作为上睑下垂的起始点，其中化疗药物会诱导细胞凋亡，因此必须存在高细胞内ROS浓度以诱导脂质过氧化物的最大降解。在这个过程需要快速释放大量的铁，尤其是Fe2+，作为Fenton反应的充分底物，通过这个过程使得大量的羟基自由基被产生，导致脂质过氧化和**细胞死亡。在合成载体的过程中，铁氧化物纳米颗粒（IONP）代表了药物输送和纳米粒子治疗GBM的有希望的材料。

研究发现IONPs是生物相容性和可生物降解的药物载体，已经过FDA.25秒的临床测试和批准，IONPs可增加细胞内铁含量并干扰细胞内正常的铁代谢。

科研团队设计的方法包括将普通化学疗法药物与铁颗粒结合起来，以有效处理GBM细胞。IONP已被确定为铁（Fe2+/Fe）输送的最有效和最便捷的载体，且已被开发用于通过活性和被动运输增加**部位的药物浓度。顺铂（Pt）是一种含铂的抗癌药物，对多种实体**均能显示疗效，因此科研学者使用Pt降解细胞核DNA和线粒体DNA，导致细胞凋亡，同时产生H2O2。基于此，科研团队设计了一种高效交付系统，顺铂（Pt）和谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）小干扰RNA（siGPX4）的IONP基系统，用于高效协同诱导铁细胞增生/细胞凋亡。

这些si-GPX4部分保留了反义链的基因敲除能力，并且可将氨基和5-羧基荧光素（FAM，绿色荧光）添加到其中。随后，IONP的羧基和si-GPX4的氨基基团被1-乙基-3-（3-（二甲基氨基）丙基）羧二亚胺(EDC)和羟基琥珀酰亚胺(NHS)共价键合。Pt通过静电吸附在si-GPX4@IONP上，因其诱导靶细胞凋亡的能力受到损害。最后，1，2-二硬脂酰-snglycero-3-磷酸乙醇胺-N-[叶酸（聚乙二醇）-2000]（DSPE-PEG2K-FA）被掺入脂磷酰胺以最终释放纳米药物，形成FA/Pt-siGPX4@IONPs。

根据之前的新闻报道，脂质体保护外源DNA或RNA的完整性，并在体外或体内应用时促进保留其作用。柔性PEG2K的存在增强了**细胞接受纳米药物的能力，减少了纳米颗粒的聚集和蛋白质吸附，从而提高了纳米药物靶向和内化的效率。

研究表明， 在体外，合成的FA/Pt-si-GPX4@IONPs纳米颗粒增加了人胶质母细胞瘤细胞系（U87MG）和原发性胶质母细胞瘤细胞系（P3#GBM）细胞的凋亡和上睑下垂率。 因此科研团队本次的研发成果FA/Pt-si-GPX4@IONP显示了治疗胶质母细胞瘤的出色的治疗效果，是设计胶质瘤治疗的有前景的治疗策略。

结论

综上本次科研团队成功构建了基于IONPs的基因治疗，IONPs 的多孔结构经过修饰合成了叶酸包封顺铂（Pt）和谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）修饰的氧化钠米粒系统-（FA）/ Pt-si-GPX4@IONPs用于通过诱导上睑下垂和细胞凋亡的组合来治疗胶质母细胞瘤。 作为一种治疗胶质母细胞瘤的新型纳米医学，它结合了上铁和细胞凋亡的过程来增加抗**效应。 并且具有较小的药物副作用。

材料

DSPE-PEG2K-FA 磷脂-聚乙二醇-叶酸修饰的红细胞膜

http://www.xarxbio.com/pro/pro-4214.html

DSPE PEG2K-Cy7磷脂-聚乙二醇-荧光染料

http://www.xarxbio.com/pro/pro-854.html

GSH-Px 谷胱甘肽过氧化物酶

http://www.xarxbio.com/pro/pro-37508.html

Pt-si-GPX4顺铂修饰谷胱甘肽过氧化物酶4

http://www.xarxbio.com/pro/pro-37509.html

药物偶联铁氧化物纳米颗粒

http://www.xarxbio.com/pro/pro-37510.html

IONP 铁氧化物纳米颗粒

合成技术

磷脂-PEG偶联技术

http://www.xarxbio.com/pro/progc-392-382.html

载药脂质体定制及其他脂质体定制技术

http://www.xarxbio.com/pro/progc-532-517.html

纳米载体定制技术

http://www.xarxbio.com/pro/progc-558-513.html

纳米载药定制技术

http://www.xarxbio.com/pro/proc-517.html

荧光染料标记定制

http://www.xarxbio.com/pro/progc-453-445-7.html

原文献链接

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c12042

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rxywx.12.10