放疗联合靶向递送萘帕布卡辛改善弥漫性中线胶质瘤的疗效
Napabucasin联合放疗在弥漫性中线胶质瘤中的靶向递送
背景介绍
弥漫性中线胶质瘤（Diffuse Midline Glioma, DMG）是儿童中最具侵袭性的原发性脑肿瘤，患者的平均生存期通常不到一年。尽管放疗（Radiation Therapy, RT）是目前的标准治疗方法，但其仅能短暂缓解症状，无法显著延长患者的生存期。此外，由于DMG位于脑干等中线结构，手术切除风险极高，系统性治疗的疗效也因血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）的存在而受到限制。因此，寻找一种能够与放疗协同作用的治疗策略，成为DMG研究的重要方向。
Napabucasin是一种NAD(P)H醌氧化还原酶1（NQO1）生物激活的活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）诱导剂，已在多种癌症类型中展现出潜在的治疗效果。本研究旨在探索Napabucasin作为放疗增敏剂在DMG中的应用，并通过聚焦超声（Focused Ultrasound, FUS）和对流增强递送（Convection-Enhanced Delivery, CED）技术克服BBB的限制，提高药物的治疗效果。
论文来源
本论文由Matthew Gallitto、Xu Zhang等来自哥伦比亚大学、弗吉尼亚理工大学等多个机构的科研团队共同完成，并于2025年发表在Neuro-Oncology期刊上。论文的标题为《Targeted Delivery of Napabucasin with Radiotherapy Improves Outcomes in Diffuse Midline Glioma》。
研究流程与结果
1. NQO1在DMG中的表达
研究首先通过RNA测序（RNA-seq）和单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析了76例DMG患者组织样本和正常脑组织中的NQO1表达水平。结果显示，DMG患者组织中的NQO1表达显著高于正常脑组织。此外，通过Western blot分析，研究团队在多个DMG细胞系中也证实了NQO1的高表达，这表明NQO1可能成为DMG治疗的一个潜在靶点。
2. Napabucasin的ROS诱导作用
研究团队在体外实验中测试了Napabucasin对DMG细胞的毒性作用，发现其在多个DMG细胞系中均表现出显著的细胞毒性，半数抑制浓度（IC50）在0.80至1.44 µM之间。通过基因本体（GO）分析和Viper推断的蛋白质活性分析，研究团队发现Napabucasin处理后，ROS相关通路显著上调。进一步的实验通过DCFDA试剂定量检测了Napabucasin处理后的ROS水平，结果显示Napabucasin能够剂量依赖性地诱导ROS的产生。
3. Napabucasin的放疗增敏作用
研究团队假设Napabucasin在放疗条件下可能具有更强的治疗效果。通过克隆形成实验，研究团队发现Napabucasin显著增强了DMG细胞对放疗的敏感性。此外，ROS定量实验显示，Napabucasin与放疗联合使用时，ROS水平显著增加，表明两者具有协同作用。
4. NQO1依赖性实验
为了验证Napabucasin的作用是否依赖于NQO1，研究团队通过CRISPR-Cas9技术敲除了DMG细胞中的NQO1基因。结果显示，NQO1敲除后，Napabucasin的细胞毒性显著降低，ROS产生和放疗增敏作用也明显减弱。这一结果表明，Napabucasin的作用机制确实依赖于NQO1。
5. 体内实验：皮下移植瘤模型
研究团队在裸鼠皮下移植了DMG细胞，建立了皮下移植瘤模型。实验结果显示，Napabucasin单药治疗对肿瘤体积的影响不显著，但与放疗联合使用时，显著提高了局部肿瘤控制率。这一结果进一步验证了Napabucasin的放疗增敏作用。
6. 体内实验：原位移植瘤模型与CED技术
为了克服BBB的限制，研究团队使用了CED技术，将Napabucasin直接递送至DMG肿瘤部位。实验结果显示，CED显著提高了肿瘤组织中的药物浓度，并且与放疗联合使用时，显著延长了小鼠的生存期。这一结果表明，CED技术能够有效提高Napabucasin的治疗效果，并为其在临床中的应用提供了重要依据。
结论与意义
本研究的结论是，Napabucasin作为一种NQO1依赖性的ROS诱导剂，在DMG中展现出显著的放疗增敏作用。通过CED技术，研究团队成功克服了BBB的限制，显著提高了Napabucasin的治疗效果，并延长了DMG小鼠的生存期。这一研究为DMG的治疗提供了新的思路，并为未来的临床研究奠定了基础。
研究亮点
- NQO1作为潜在治疗靶点：本研究首次证实了NQO1在DMG中的高表达，并揭示了其在Napabucasin作用机制中的关键作用。
- Napabucasin的放疗增敏作用：研究团队通过体外和体内实验，验证了Napabucasin作为放疗增敏剂的潜力，为DMG的联合治疗提供了新的选择。
- CED技术的应用：本研究首次展示了CED技术在DMG治疗中的可行性，并证明了其能够显著提高药物递送效率，为BBB的克服提供了新的技术手段。
其他有价值的信息
研究团队还探讨了聚焦超声（FUS）技术在药物递送中的应用，尽管在本研究中FUS并未显著提高Napabucasin的脑内浓度，但这一技术在其他研究中已展现出潜力，未来仍值得进一步探索。
本研究通过多学科的合作，为DMG的治疗提供了新的思路和方法，具有重要的科学价值和临床应用前景。