本研究由Jin-long Wu、Xiao-yan He、Bo-ya Liu、Meng-qing Gong、Ren-xi Zhuo和Si-xue Cheng等人共同完成，发表在2017年的《Journal of Materials Chemistry B》期刊上。研究的主要目的是开发一种功能化的纳米药物递送系统，以克服肿瘤的多药耐药性（MDR），并提高抗癌药物的治疗效果。

学术背景

肿瘤治疗中的一个关键挑战是多药耐药性（MDR），即肿瘤细胞对多种化疗药物产生耐药性。为了克服这一问题，纳米药物递送系统成为一种有前景的策略。与自由药物通过扩散进入细胞不同，纳米药物递送系统通过内吞作用进入细胞，并且纳米载体可以防止药物分子被膜转运蛋白识别，从而实现“隐形”内吞。此外，纳米药物递送系统还具有被动靶向（通过增强的渗透性和滞留效应，EPR效应）和主动靶向（通过修饰靶向配体）等优势。本研究旨在开发一种功能化的纳米药物递送系统，通过协同递送抗癌药物和药物耐药性抑制剂，有效克服肿瘤的MDR。

研究流程

研究分为以下几个步骤：

1. 材料准备：研究使用了羧甲基壳聚糖（CMC）、生物素、亲和素、二环己基碳二亚胺（DCC）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）等材料。生物素化的融合肽（biotin-GGGRRRRRRRGDS）由GL Biochem（上海）提供。

2. 纳米粒子的合成：通过自组装策略，将生物素化的羧甲基壳聚糖（BCMC）与CaCO3结合，形成BCMC/CaCO3杂化纳米粒子。随后，通过生物素-亲和素相互作用，将含有RGD序列（用于肿瘤靶向）和R8序列（用于细胞穿透）的融合肽修饰到纳米粒子表面，形成肽功能化纳米粒子（PNP）。

3. 药物负载：将抗癌药物盐酸多柔比星（Dox）和环氧化酶-2抑制剂塞来昔布（CXB）共同负载到PNP中，形成双药物负载的纳米粒子（Dox/CXB@PNP）。

4. 纳米粒子的表征：通过透射电子显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）对纳米粒子的形态和尺寸进行表征。纳米粒子的药物释放特性通过体外药物释放实验进行研究。

5. 体外细胞抑制实验：使用MTT法评估不同药物负载纳米粒子对耐药性MCF-7/ADR细胞和非耐药性MCF-7细胞的抑制效果。

6. 细胞内药物积累研究：通过共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）和流式细胞术（FCM）研究不同处理后细胞内Dox的积累情况。

7. P-糖蛋白（P-gp）表达分析：通过Western blot分析不同处理后细胞中P-gp的表达水平。

主要结果

1. 纳米粒子的表征：TEM图像显示，干燥的纳米粒子分散良好，尺寸分布均匀。DLS测量显示，肽修饰后的纳米粒子尺寸有所增加，但仍在250 nm以下。所有药物负载的纳米粒子均表现出负的Zeta电位。

2. 药物释放特性：在pH 6.5的条件下，药物释放速率加快，这有利于纳米粒子被细胞摄取后的细胞内药物释放。

3. 细胞抑制效果：双药物负载的PNP（Dox/CXB@PNP）对耐药性MCF-7/ADR细胞的抑制效果显著优于单一药物负载的PNP（Dox@PNP）和自由药物。肽修饰的纳米粒子（Dox@PNP）对耐药性细胞的抑制效果也显著优于未修饰的纳米粒子（Dox@NP）。

4. 细胞内药物积累：CLSM和FCM结果显示，肽修饰的纳米粒子（Dox@PNP）和双药物负载的纳米粒子（Dox/CXB@PNP）显著增加了细胞内Dox的积累。

5. P-gp表达分析：Western blot结果显示，双药物负载的纳米粒子（Dox/CXB@PNP）显著下调了P-gp的表达，从而减少了P-gp介导的药物外排，逆转了耐药性。

结论

本研究通过自组装策略成功开发了一种肽功能化的纳米药物递送系统。通过修饰含有RGD和R8序列的融合肽，纳米粒子实现了肿瘤靶向和细胞穿透功能。协同递送抗癌药物Dox和药物耐药性抑制剂CXB，显著提高了对耐药性肿瘤细胞的抑制效果。该研究为克服肿瘤多药耐药性提供了一种有效的策略，具有重要的科学和应用价值。

研究亮点

1. 新颖的肽功能化策略：通过生物素-亲和素相互作用，将融合肽修饰到纳米粒子表面，实现了肿瘤靶向和细胞穿透功能。
2. 协同药物递送：通过协同递送抗癌药物和药物耐药性抑制剂，显著提高了对耐药性肿瘤细胞的抑制效果。
3. 有效的耐药性逆转：双药物负载的纳米粒子显著下调了P-gp的表达，逆转了肿瘤细胞的耐药性。

其他有价值的内容

本研究还通过详细的体外实验验证了纳米粒子的药物释放特性、细胞抑制效果和细胞内药物积累情况，为纳米药物递送系统的开发提供了重要的实验依据。