最新研究：PLGA纳米纤维环有望实现抑制肿瘤生长和转移

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目录

1.肿瘤细胞CTC

2.纳米纤维的启发

3.DNA适体和PLGA纳米纤维环

4.实验结果

5.总结

1.肿瘤细胞CTC

CTC（循环肿瘤细胞，Circulating Tumor Cell）是存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称。传统的治疗方法，如手术或化疗，通常集中在原发性肿瘤的治疗上，不能杀死血液中的CTCs。全身化疗虽然对CTCs有一定的杀伤作用，但由于化疗药物的毒副作用强，治疗效果非常有限。也就是说，一旦CTCs形成，就很难有效抑制肿瘤细胞的转移和侵袭。虽然已经有实验尝试通过抑制或杀死血液中的CTCs来抑制肿瘤转移，但是由于CTCs的稀有性和异质性，以及血流中微环境的复杂性，抑制效果受到影响。因此，开发一种新型的肿瘤治疗平台，从根本上减少原发肿瘤中CTCs的脱落，从而有效地预防肿瘤的转移和侵袭是非常必要的。

2.纳米纤维的启发

研究表明，纳米纤维不仅可以作为载体用于抗菌和抗肿瘤药物的负载，还可以通过冷冻切割或均匀化处理形成短纤维，从而形成可注射的纳米纤维分散体。这个可注射短纤维也可用于包封抗癌药物喜树碱，用于瘤内注射后的肿瘤化疗。这些研究说明了开发短纤维药物传递系统是十分必要的。然而，目前开发的短纤维缺乏针对特定肿瘤类型的靶向特异性，并且不能基于其最先进的设计策略抑制肿瘤转移。为了实现原发性肿瘤的同步治疗和肿瘤转移的抑制，研究人员根据电纺纳米纤维的特性提出了一个全新的概念，即产生一个多功能的短纤维系统，通过配体与受体相互作用紧密地捕捉、锚定原发性肿瘤组织，实现肿瘤的同步化疗，利用磁共振（MR）成像和通过减少原发性肿瘤中CTCs的形成来抑制肿瘤转移。据悉，这是第一个制造DNA适体功能化PLGA纳米纤维环用于同时治疗肿瘤和抑制转移的例子。

3.DNA适体和PLGA纳米纤维环

DNA适体具有生物相容性好、稳定性好、易于体外制备和修饰等优点。因此，研究人员使用DNA适体作为出色的靶向配体，使PLGA纳米纤维环功能化，以实现对癌细胞的特异性捕获和绒毛形成。因为纤维环结构可能比短纤维更好地包裹肿瘤组织，通过DNA适体介导的癌细胞特异性结合。 PLGA是美国食品和药物管理局批准的药物传递载体，具有良好的生物相容性和生物降解性。研究人员在无NaCl水溶液中均匀化处理获得短纤维后，将盐浓度保持在2m以保持PLGA短纤维的环状结构。在NaCl存在下，短PLGA纤维表现出增强的柔韧性和可变形性，这大大有助于纳米纤维环的形成。而且在任何情况下，制备的PLGA纳米纤维环均分布在溶液中，纳米纤维环可以生成以保持稳定的环形态，一旦生成，再放入纯水中也不会恢复成短纤维。纳米纤维环的粘度低、流动性高，在流动条件下不易缠绕，具有长期释药特性，其环状结构更适合注射给药，更有利于抑制肿瘤转移。

图1PLGA纳米纤维环的制作

图2盐浓度为2m的纤维环

4.实验结果

实验证明，功能化纳米纤维环能紧密捕捉和固定三维肿瘤球体，显著减少癌细胞的脱落和扩散。此外，从三维多细胞球体的相对直径可以看出它对肿瘤球形生长有明显的抑制作用。即使是无药物纤维环在一定程度上也具有抑制三维多细胞肿瘤球体生长和增殖的能力，这主要是由于DNA适体功能化纳米纤维环能够紧密结合并锚定肿瘤细胞形成致密的鞘层（如图3所示），从而防止肿瘤细胞生长，并显著减少细胞脱落。

图3DNA适体功能化纳米纤维环对肿瘤细胞的抑制效果

5.总结

研究人员还对功能化PLGA纳米纤维环进行了溶血和细胞毒性试验，发现制备的纤维环具有良好的血液相容性、细胞相容性和靶向特异性。总的来说，此次实验设计的功能化PLGA纳米纤维环有望在不久的将来成为一种强有力的影像引导平台，通过杀死原发性肿瘤同时抑制肿瘤转移来治疗肿瘤，为医学界及病患者带来福音。

参考文献：[1] YunchaoXiao, et al., Multifunctional PLGA microfibrous rings enable MR imaging-guided tumor chemotherapy and metastasis inhibition through prevention of circulating tumor cell shedding. Nano Today. 2021. Doi: 10.1016/j.nantod.2021.101123.

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