腫瘤血管構(gòu)成了納米藥物進(jìn)入腫瘤組織的主要途徑，因此納米藥物的高效遞送在很大程度上依賴于血管系統(tǒng)。目前的研究范式主要基于1986年首次提出的“增強(qiáng)滲透和滯留效應(yīng)”理論。該理論認(rèn)為，腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞屏障是納米藥物滲透到腫瘤組織的最后一道防線，納米藥物可以利用腫瘤血管的高滲透性來(lái)跨越這一屏障，從而直接進(jìn)入腫瘤微環(huán)境。

然而，基于該理論的臨床前和臨床研究結(jié)果卻不盡如人意。某些研究數(shù)據(jù)甚至表明，納米載體僅能將大約0.7%的藥物有效遞送至腫瘤組織。這一發(fā)現(xiàn)不禁引發(fā)了疑問：是否存在其他未被充分認(rèn)識(shí)的機(jī)制阻礙了納米藥物進(jìn)入實(shí)體瘤？

基底膜是阻止納米顆粒進(jìn)入腫瘤的屏障，通過(guò)急性炎癥突破基底膜屏障，誘導(dǎo)火山式噴發(fā)的示意圖。中國(guó)科大供圖

近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部教授王育才和副教授蔣為團(tuán)隊(duì)，利用自主研發(fā)的多層次活體顯微成像技術(shù)，首次明確指出，腫瘤血管外側(cè)存在一層致密的基底膜結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)嚴(yán)重阻礙了納米藥物的血管外滲透能力，導(dǎo)致納米藥物在腫瘤血管外形成“血池”樣的積累。

該研究通過(guò)深入的活體顯微成像分析，精準(zhǔn)地解析了這種由基底膜構(gòu)成的“血池”的空間定位、微觀結(jié)構(gòu)以及成因，并進(jìn)一步揭示了酶降解基底膜能顯著減少“血池”的數(shù)量，從而增強(qiáng)納米藥物的滲透效率。

研究還進(jìn)一步證實(shí)，通過(guò)炎癥誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞遷出機(jī)制，能在基底膜上短暫形成一個(gè)動(dòng)態(tài)“窗口”，從而實(shí)現(xiàn)納米藥物火山噴發(fā)式的高效滲透，有效提升了納米藥物在腫瘤組織中的富集和治療效果。9月14日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然-納米技術(shù)》。

研究人員介紹，該研究不僅提出了一種與傳統(tǒng)“增強(qiáng)滲透和滯留效應(yīng)”截然不同的納米藥物富集創(chuàng)新機(jī)理，還為納米藥物在腫瘤治療方面的應(yīng)用提供了新的理論支持，并刷新了人們對(duì)納米藥物跨血管轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的整體認(rèn)識(shí)，為該領(lǐng)域的理論和應(yīng)用研究實(shí)現(xiàn)了重要的突破。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41565-023-01498-w

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)