国产精品igao视频网网址不卡日韩,亚洲综合在线电影,亚洲婷婷丁香,黄色在线网站噜噜噜

  近日，中國科學技術大學王育才/蔣為團隊在《Nature Biomedical Engineering》在線發表題為《Enhanced nanoparticle delivery across vascular basement membranes of tumours using nitric oxide》的研究論文。本工作聚焦于納米顆粒在實體瘤跨血管轉運過程中的關鍵障礙—腫瘤血管基底膜（Basement Membrane, BM）屏障，提出利用一氧化氮（NO）實現基底膜屏障可控降解與重塑，從而提升納米顆粒在腫瘤組織內的遞送效率。

  盡管納米藥物在抗腫瘤治療中展現出巨大潛力，臨床數據顯示，最終抵達腫瘤基質及腫瘤細胞的藥物比例仍不足1%。腫瘤血管結構異常復雜，長期被認為是限制藥物遞送效率的關鍵因素。傳統增強滲透與滯留（EPR）效應理論提出，納米顆粒可通過異常通透的腫瘤血管內皮滲透進入腫瘤組織，并因淋巴回流障礙而滯留。然而，該理論未能充分解釋納米顆粒跨血管遞送效率低的現象。

  在前期研究中，本團隊發現腫瘤血管內皮細胞外側存在連續、致密的基底膜結構，其血管覆蓋率高達92%，構成腫瘤血管“第二重物理屏障”。這一結構顯著阻礙納米顆粒進一步滲透至腫瘤基質，導致其滯留于血管周圍形成“血池”現象，從而嚴重限制藥物遞送和治療效果（Wang, Y. et al Nature Nanotechnology, 2024, 19, 95–105）。要實現高效的納米藥物腫瘤遞送，關鍵在于突破這一血管基底膜屏障，但該過程面臨三大挑戰：其一，基底膜位于內皮外側，位置隱匿，納米顆粒需先跨過內皮細胞方可精準定位；其二，基底膜呈高度交聯的網狀結構，機械強度高，對常規治療手段具有抵抗性；其三，若過度破壞基底膜，可能誘發腫瘤轉移風險，因此亟需發展一種精準、可控、可逆的降解策略。

  在血管新生過程中，基底膜的降解與重塑是驅動內皮細胞遷移與新生血管形成的關鍵環節，而一氧化氮（NO）正是調控該過程的重要信號分子。受此生理過程啟發，本研究提出一種“時空可控”的酶促基底膜重塑策略，通過釋放NO，精準控制金屬基質蛋白酶（MMP）活性，在維持血管結構完整性的同時，實現基底膜屏障的高效突破。該策略將原本阻礙遞送的“血池”轉化為納米顆粒外滲的“前哨陣地”，實現“主動遞送”。該策略包括兩步關鍵過程：第一，NO誘導血管內皮細胞間連接破壞，暴露其外側基底膜，以促進納米顆粒準確定位基底膜并聚集形成“血池”；第二，NO進一步激活血池周邊內皮細胞內的MMP，短暫且可逆地精準降解基底膜，促進納米顆粒實現“動態噴發式”血管外滲，增強其在腫瘤組織內的滲透。為實現NO腫瘤內精準可控釋放，研究人員構建了近紅外激光觸發的NO納米發生器（NanoNO），實現NO的時空可控釋放。NanoNO與臨床納米藥物聯合應用后，在動物模型中顯著提高了多種納米藥物在腫瘤中的富集與治療效果。尤其重要的是，該策略通過激活內源性MMP，避免了外源性酶引發的不可控降解與轉移風險，增強了基底膜調控的安全性與可控性。

圖1、NO誘導基底膜屏障的空間催化降解，以增強納米顆粒進入腫瘤。

  透射與掃描電鏡觀察發現，在小鼠4T1乳腺癌模型中，腫瘤血管基底膜呈多層致密、纖維狀片層結構。進一步對小鼠、兔及人類腫瘤樣本的系統性分析顯示，基底膜覆蓋率普遍超過95%，進一步驗證基底膜是限制納米顆粒進入腫瘤基質的關鍵屏障。為動態追蹤納米顆粒的跨血管過程，研究團隊建立了小鼠耳部4T1腫瘤活體成像模型，并使用熒光標記的PEG-b-PLGA膠束作為模式納米顆粒。在靜脈注射納米顆粒1分鐘后，通過瘤內注射NO供體，在腫瘤血管上觀察到納米顆粒“血池”形成，隨后出現“動態噴發式”外滲，即大量納米顆粒進入腫瘤基質，且滲透范圍與深度明顯提升。值得注意的是，這個噴發過程是動態的，單個血池區域可在30分鐘內發生多次噴發，且噴發頻率與NO劑量呈正相關。該現象亦在胰腺癌、結腸癌等多種腫瘤模型中得到驗證。NO可誘導多種類型的納米顆粒（如脂質體、脂納米顆粒LNP及陽離子聚合物）發生動態噴發式的外滲現象，而對微米顆粒如葡聚糖作用較弱，表明其與顆粒尺寸密切相關。

圖2、NO誘導納米顆粒在血管處發生“動態噴發式”外滲現象，促進腫瘤基質遞送。

  接下來，研究人員探究了NO突破基底膜屏障的機制。掃描電鏡顯示，NO誘導腫瘤血管內皮細胞間形成大量內皮間隙（平均尺寸約195 nm）。體外HUVEC模型表明，NO顯著增大細胞間隙面積，減少細胞粘附連接。機制研究表明，NO通過誘導VE-cadherin酪氨酸658位點磷酸化，加速VE-cadherin降解，同時引發肌動蛋白骨架重構，從而增強內皮細胞間隙開放。在體內實驗中，NO同樣促使VE-cadherin表達下降及磷酸化水平上升，進而打開內皮屏障，暴露出原本被隱匿的基底膜結構。

圖3、NO促進內皮間隙的打開，暴露隱藏在其外側的基底膜結構。

  使用Tie2-cre:Ai9轉基因小鼠進行活體顯微成像，發現納米顆粒可通過NO誘導形成的內皮間隙進入內皮下空間，并在基底膜與內皮之間形成高熒光信號聚集的“血池”。延時成像顯示，血池在10分鐘內形成并達到峰值，其密度高達每平方毫米血管面積2000個，呈明顯NO劑量依賴性。這一現象在多種腫瘤模型均觀察到，表明NO可誘導內皮細胞間隙打開，促進納米顆粒精準空間定位于基底膜區域。

圖4、NO促進納米顆粒形成血池，實現基底膜的精確空間定位。

  在明確NO作用下納米顆粒定位在基底膜后，研究進一步闡明其促進納米顆粒跨越基底膜的分子機制。活體成像結果顯示，NO可誘導基底膜產生直徑約1–5?μm的動態“孔洞”結構。免疫組化、明膠酶譜分析及免疫熒光染色結果表明，NO可激活內皮細胞內的MMP，從而介導基底膜的降解過程。進一步觀察發現，活化的MMP的空間分布與納米顆粒的噴發式外滲現象高度時空共定位。結合分子機制研究與MMP抑制劑干預實驗證實，NO通過激活內源性MMP，誘導基底膜發生瞬時可逆性降解，促使納米顆粒從血管腔向腫瘤間質呈噴發式釋放，從而為高效腫瘤遞送提供了新的策略。

圖5、納米顆粒依賴于活化的MMP突破基底膜屏障并誘導血池噴發。

  盡管NO具備良好的基底膜屏障調控能力，其在腫瘤靶向應用中仍面臨釋放速率控制、系統副作用及組織特異性遞送等挑戰。作為概念驗證，研究團隊開發了NanoNO系統，通過近紅外光觸發按需釋放NO，以提升遞送效率并增強靶向性。NanoNO以上轉換納米粒子（UCNP）為核心，外層修飾聚乙二醇并錨定N-亞硝胺類NO供體（NOD）。在980 nm激光照射下，UCNP發射的UV-Vis光激活NOD，實現NO的精準釋放。

  活體成像顯示，NanoNO在4T1腫瘤血管中誘導大量“血池”形成并隨著時間發生動態噴發，促進納米顆粒向腫瘤深層滲透。該效應歸因于近紅外光的組織穿透力及NO釋放的局部調控能力。進一步研究顯示，MMP在此過程中發揮關鍵作用：NanoNO與MMP抑制劑聯用后，雖仍可形成血池，卻明顯抑制納米顆粒外滲。值得注意的是，NanoNO誘導的血管通透性增強具有良好可逆性，近紅外照射后血管屏障在24小時內逐步恢復，避免了永久性結構破壞，從而在保障安全性的同時，提供一個短暫但有效的“遞送窗口”。

圖6、NanoNO實現可控釋放NO，突破腫瘤血管基底膜屏障，誘導納米顆粒“動態噴發式”外滲行為。

  體內治療實驗結果顯示，NanoNO聯合近紅外照射可顯著提升多種納米顆粒（包括聚合物納米顆粒、脂質體、金納米顆粒）在原位及異位4T1腫瘤中的富集效率。該策略同樣顯著增強了臨床納米藥物的遞送效果，例如脂質體阿霉素（Lipo DOX）與mRNA-LNP的遞送效率分別提升約3-4倍。其中，聯合NanoNO的Lipo DOX治療幾乎完全抑制腫瘤生長，抑瘤率達96%；聯合PTEN mRNA也可實現約80%的抑瘤效果。在兔VX2腫瘤模型中，NanoNO聯合DOX聚合物膠束治療的抑瘤率達94%，進一步驗證了該策略在不同動物物種與納米平臺間的廣泛適用性。毒理學評估顯示，NanoNO具有良好的生物相容性，短期與長期使用均未觀察到明顯毒副作用或促腫瘤轉移風險。

  本研究在納米藥物領域取得了多方面的進展。首先，本工作強調了非內皮性屏障，尤其是基底膜在藥物遞送過程中的關鍵屏障作用。通過利用NO這一臨床可及的干預手段實現對基底膜結構的可控調節，顯著增強了多種已獲批納米藥物的治療效果，為納米藥物的臨床轉化提供了新契機。其次，研究系統揭示了NO與腫瘤血管間的相互作用機制，發現NO可誘導納米顆粒在血管內形成動態噴發式跨血管轉運行為，從而實現高效腫瘤遞送。該策略具有良好的通用性，有望拓展應用于蛋白質藥物、抗體療法、疫苗及工程化細胞治療等多種治療體系。本研究構建的遞送優化體系不僅適用于腫瘤治療，也為多種存在基底膜屏障的疾病實現精準遞送提供了具有廣泛適用性的通用平臺。

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41551-025-01385-w