CD44靶向的 DSPE-PEG2000-ICG-HA 纳米胶束：构建、功能与应用前景

CD44靶向的 DSPE-PEG2000-ICG-HA 纳米胶束：构建、功能与应用前景

一、研究背景

肿瘤干细胞（Cancer Stem Cells, CSCs）是近年来肿瘤研究的关键对象，其具有自我更新、分化及强耐药能力，是导致肿瘤发生、转移与复发的重要根源。CSCs表面高表达 CD44 受体，成为当前肿瘤精准靶向治疗的重要靶点之一。

透明质酸（Hyaluronic Acid, HA） 是CD44的天然配体，具有良好的靶向识别能力和生物相容性。因此，HA修饰的纳米载体能高效识别并富集于CD44⁺肿瘤细胞和干细胞区域。

为实现肿瘤成像与治疗一体化，本研究引入临床批准的近红外荧光染料 吲哚菁绿（Indocyanine Green, ICG），并通过自组装构建 CD44靶向的 DSPE-PEG2000-ICG-HA 纳米胶束，集成了 主动靶向、成像导航及药物递送 等多功能，为肿瘤精准诊疗提供新平台。

二、纳米胶束设计与组成

关键结构单元

DSPE（1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺）：疏水尾端，可自组装形成胶束核心，包载疏水药物或染料；

PEG2000：亲水链段，提供空间稳定性和延长血液循环；

ICG：嵌入疏水核中，发挥近红外（NIR）成像或光热治疗（PTT）功能；

HA（透明质酸）：末端接枝于PEG链，赋予对CD44⁺细胞的靶向识别能力。

构建后的纳米胶束粒径在 20–100 nm，具有良好的血液稳定性、渗透性与靶向性，适合EPR效应增强肿瘤组织滞留，同时通过HA靶向作用增强CD44⁺细胞摄取。

三、制备方法与表征

合成步骤

将 ICG 与 DSPE-PEG2000 进行疏水相互作用自组装；

通过活性酯（NHS）或马来酰亚胺（Mal）化学偶联法将 HA 偶联于PEG末端；

最终形成 HA-PEG-DSPE-ICG 纳米胶束。

结构与功能表征

动态光散射（DLS）：测粒径、分布与Zeta电位；

TEM/AFM：观察胶束形貌；

UV-Vis/NIR 光谱：验证ICG成功包封及光吸收特性（λmax ≈ 780 nm）；

荧光光谱：确认ICG的荧光性能（λem ≈ 810 nm）；

化学偶联效率测定：如利用Carbazole法测HA含量。

四、CD44靶向机制与体内外评估

体外靶向摄取分析

细胞系：CD44高表达的肿瘤干细胞模型（如MDA-MB-231、HT29 spheroids）；

实验方法：共聚焦显微镜（CLSM）、流式细胞仪（FACS）；

对照组设置：

非HA修饰组（无靶向）

HA竞争抑制组（游离HA干预）

结果：HA修饰显著提高细胞摄取效率，且可被游离HA竞争抑制。

成像与体内分布研究

使用小动物活体成像系统（IVIS）监测纳米胶束在肿瘤组织的富集；

与DSPE-PEG2000-ICG非靶向组比较，HA修饰组在肿瘤区域荧光强度更强、持续时间更长；

组织切片结果证实其在CD44⁺ CSC富集区域显著分布。

治疗功能拓展（光热/光动力）

光热治疗（PTT）：ICG可在808 nm激光照射下转化为热能杀伤肿瘤；

光动力治疗（PDT）：可产生ROS引发肿瘤细胞凋亡；

可联合化疗药物（如DOX）协同治疗，增强疗效，抑制肿瘤复发。

五、优势与应用前景

✅ 主动靶向CD44⁺细胞：HA靶向机制提升对肿瘤干细胞的特异性递送，改善传统疗法耐药问题。

✅ 纳米级尺寸：适合穿透肿瘤组织并通过EPR效应被动富集，增强治疗效果。

✅ 成像导航精准可视化：ICG提供术前/术中/术后成像追踪功能，便于诊断及治疗监控。

✅ 治疗功能一体化：可融合药物递送、光热治疗、光动力治疗等多种功能，构建多模式协同治疗平台。

✅ 良好生物相容性：DSPE-PEG与HA均为FDA批准的临床材料，降低免疫原性和毒副作用。

六、结语

CD44靶向的 DSPE-PEG2000-ICG-HA 纳米胶束平台，融合了肿瘤干细胞靶向性、近红外成像、精准递药及光热/光动力协同治疗等多功能，展现出在肿瘤早期诊断、术中导航、复发抑制及耐药克服等方面的广泛应用前景。未来研究可进一步优化其光稳定性、药物包载率、环境响应机制，推动其向临床转化应用迈进。