DSPE-PEG2000-RB-HA的CD44⁺肿瘤干细胞靶向递送系统构建与功能研究

DSPE-PEG2000-RB-HA的CD44⁺肿瘤干细胞靶向递送系统构建与功能研究

一、研究背景

肿瘤干细胞（Cancer Stem Cells, CSCs）是一类具有自我更新、分化能力及高度耐药性的细胞群体，被认为是肿瘤发生、转移与复发的根源。其中，CD44受体作为肿瘤干细胞表面常见的标志性分子，在多种实体瘤中（如乳腺癌、结直肠癌、肝癌等）表达显著上调。针对CD44的靶向递送策略为肿瘤干细胞的精准治疗提供了新的方向。

**透明质酸（Hyaluronic Acid, HA）**是CD44的天然配体，具有良好的生物相容性和靶向识别能力。将HA作为靶向配体修饰在纳米载体表面，可实现对CD44⁺ CSCs的特异性识别与摄取。

为了实时追踪纳米药物体内分布过程，本研究引入荧光染料RB（Rhodamine B），通过DSPE-PEG2000-RB-HA构建一种集靶向递送与荧光成像于一体的智能脂质体系统，实现对CD44⁺肿瘤干细胞的高效识别、递药与追踪。

二、材料组成与结构设计

功能分子设计：DSPE-PEG2000-RB-HA

DSPE：双亲性分子，可嵌入脂质体磷脂双层，稳定结构；

PEG2000：亲水性长链，提供空间位阻，延长循环时间；

RB（Rhodamine B）：荧光标记基团（激发波长约540 nm，发射625 nm），用于可视化追踪；

HA：通过化学偶联接于PEG链末端，实现对CD44⁺ CSCs的靶向识别。

最终构建的脂质体系统兼具：

靶向性（HA对CD44）

成像性（RB荧光）

药物负载能力（如DOX、PTX等）

三、脂质体制备与表征

制备方法
采用薄膜水化法或纳米挤出技术，将DSPE-PEG2000-RB-HA与HSPC、胆固醇等辅脂质混合自组装成脂质体，后续通过超滤或离心去除未结合的自由组分。

理化性质表征

粒径与Zeta电位：DLS测得粒径约为100–150 nm，表面电荷偏负；

形貌观察：TEM呈现规则球形结构；

包载率与释放特性：通过紫外/荧光法检测药物包载量，并测试药物在模拟肿瘤微环境（酸性pH、还原性GSH条件）下的释放行为；

荧光表征：RB标记脂质体发射红色荧光，适用于CLSM和IVIS成像系统。

四、生物功能与靶向机制研究

细胞靶向性验证（CD44⁺ vs CD44⁻）

细胞模型：选取CD44高表达的肿瘤干细胞模型（如MDA-MB-231或HT29 spheroids）与CD44低表达对照细胞；

流式细胞术（FACS）与共聚焦显微镜（CLSM）：观察脂质体的摄取量；

竞争抑制实验：加入游离HA或抗CD44抗体进行竞争，验证靶向结合的特异性。

*肿瘤干细胞活性评价

Sphere形成实验：评估脂质体处理后对CSCs自我更新能力的抑制；

标志物下调（如Oct4, Sox2）检测：表明CSC特性丧失；

体外细胞毒性（MTT/CCK8）：与非靶向组比较，HA修饰脂质体对CD44⁺ CSCs具有更强杀伤效果。

体内分布与成像研究

动物模型：构建CD44⁺富集的皮下/转移瘤模型；

荧光活体成像（IVIS）：观察脂质体在瘤组织的富集及分布；

组织切片成像：进一步验证靶向递送的准确性与分布深度。

五、优势与潜在应用

✅ 靶向性强：HA能与CD44高亲和结合，显著提升对肿瘤干细胞的识别与摄取效率。

✅ 生物相容性优良：HA与PEG构成的壳层具备良好血液稳定性与免疫逃逸能力。

✅ 成像监控一体化：RB荧光标记实现递送过程的实时可视化，便于药效评估与剂量控制。

✅ 可模块化拓展：RB可更换为近红外染料（如CY5.5、ICG），也可接入其他靶向配体（如cRGD、FA），拓展到多种肿瘤类型或靶向机制。

六、结语

本研究构建的DSPE-PEG2000-RB-HA修饰脂质体，集成了CD44⁺肿瘤干细胞靶向、荧光成像与药物递送三大功能。该系统展示出在*肿瘤干细胞治疗、复发肿瘤抑制及肿瘤精准成像等方面的广阔前景。未来可进一步结合酶响应、还原响应或pH响应机制，构建更智能的多响应靶向纳米药物递送平台。