通过TGF-β1抑制和Pluronic F-127微球递送增强吉西他滨在膀胱癌中的治疗效果

Enhancing the therapeutic efficacy of gemcitabine in bladder cancer through TGF-β1 inhibition and pluronic F-127-based microsphere delivery.

作者信息Yaoyao Xiong, Yangle Li, Lingxiao Chen, Minfeng Chen, Wei He, Lin Qi
PMID40646590
发布时间2025-07-11
DOI10.1186/s13036-025-00535-7

实验完整度

研究包含体外细胞实验(CCK-8、流式凋亡、Transwell侵袭、免疫印迹)、微球制备与表征、以及皮下移植瘤小鼠模型和膀胱毒性评估等多层级证据,并进行了功能验证与机制验证。

主要模型

膀胱癌细胞系5637、SW780和UMUC3 BALB/c裸鼠皮下SW780移植瘤模型 正常BALB/c裸鼠膀胱局部毒性模型 正常人成纤维细胞

重点核对

SW780细胞皮下注射5-10×10^6 cells建立荷瘤模型 治疗分组:Control-MS、gemcitabine-MS、free gemcitabine、gemcitabine+LY3200882-MS 给药剂量:free gemcitabine 16mg/kg, LY3200882 10mg/kg, MS总量168mg/kg,尾静脉注射每两天一次持续三周 膀胱内灌注:2.6mg MS或250µg gemcitabine,暴露30分钟 检测终点:肿瘤重量/体积、H&E病理、增殖和凋亡标志物表达

摘要

膀胱癌是常见的恶性肿瘤,具有显著的复发和进展率,需要有效的治疗策略。吉西他滨常用于治疗非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC),但疗效中等且副作用明显。TGF-β不仅是上皮-间质转化(EMT)的关键因子,也参与肿瘤发展,为增强吉西他滨疗效提供了靶点。本研究旨在探讨TGF-β1抑制剂(LY2109761和LY3200882)单独或联合吉西他滨对膀胱癌细胞的影响,并开发基于Pluronic F-127的微球(MSs)用于药物递送。TGF-β1抑制剂显著降低膀胱癌细胞系5637和SW780的细胞活力,促进凋亡,抑制侵袭,其中LY3200882效果更优。LY3200882与吉西他滨联合使用增强了这些效应,表明存在协同作用。制备了载药微球,其形态光滑、粒径分布一致,并表现出持续药物释放、足够的物理完整性,且对正常人成纤维细胞无明显细胞毒性。体外实验表明,与未包封的吉西他滨相比,包封在微球中的吉西他滨具有更强的细胞毒性、凋亡诱导和侵袭抑制作用。体内实验中,这些微球显著降低了肿瘤重量和体积,血管和癌细胞密度显著降低,并改变了增殖和凋亡标志物的表达,尤其是在吉西他滨+LY3200882微球组。小鼠的全身和局部膀胱毒性评估证明了载药微球的体内安全性。本研究得出结论,将TGF-β1抑制剂与吉西他滨联合封装在Pluronic F-127微球中可增强对膀胱癌的治疗效果,促进凋亡、抑制细胞侵袭、减少肿瘤生长和转移,同时保持安全性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
TGF-β1抑制剂能否增强吉西他滨对膀胱癌的治疗效果,以及基于Pluronic F-127的微球递送系统能否提高疗效并降低副作用?
核心机制
TGF-β1抑制剂(LY3200882)抑制EMT过程,通过下调Ki-67、MMP-2、MMP-9,上调Cleaved-caspase 3和E-cadherin,促进凋亡,抑制侵袭和肿瘤生长。
主要证据
体外实验显示LY3200882与吉西他滨联合显著抑制细胞活力、促进凋亡、抑制侵袭;体内实验显示载药微球显著减小肿瘤体积和重量,降低血管密度和细胞密度,并改变相关蛋白表达。
研究意义
该研究为膀胱癌治疗提供了一种潜在的联合策略,即TGF-β1抑制剂联合吉西他滨并利用微球递送系统,可能减少副作用,为临床转化奠定基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体外药效评估

评估TGF-β1抑制剂(LY2109761和LY3200882)单用或与吉西他滨联用对膀胱癌细胞活力、凋亡和侵袭的影响

用不同浓度TGF-β1抑制剂处理5637和SW780细胞,检测活力;用2.5µM抑制剂处理细胞,检测凋亡、侵袭和蛋白表达;用1µM吉西他滨±2.5µM LY3200882处理5637、SW780和UMUC3,检测相应表型。

2

微球制备与表征

制备载药Pluronic F-127微球并评估其形态、大小、稳定性、药物释放和生物相容性

使用TA、Pluronic F127、LY3200882和吉西他滨制备微球;通过SEM观察形态,DLS测量粒径,透析法评估药物释放,在不同pH下检测稳定性,用CCK-8检测对正常人成纤维细胞的毒性。

3

体外微球药效比较

比较游离吉西他滨和微球包裹的吉西他滨(单药或联合)对膀胱癌细胞的影响

将细胞分为Control-MS、gemcitabine-MS、free gemcitabine和(gemcitabine+LY3200882)-MS组,处理细胞后检测活力、凋亡、侵袭和蛋白表达。

4

体内抗肿瘤评估

评估载药微球对荷瘤小鼠肿瘤生长和转移的影响以及全身毒性

建立SW780皮下移植瘤模型,分组后尾静脉注射治疗,监测体重和肿瘤生长,最后取肿瘤、肝、肾和血样进行组织学和生化分析。

5

局部膀胱毒性评估

评估载药微球经膀胱灌注后的局部毒性

正常小鼠膀胱内灌注对照或载药微球,观察膀胱组织病理变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
McCoy's 5a改良培养基ATCC30-2007
RPMI-1640培养基ATCC30-2001
Eagle最低必需培养基ATCC30-2003
LY2109761MedChem Express--
LY3200882MedChem Express--
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
CCK-8溶液----
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Elabscience--
基质胶BD Biosciences--
Transwell小室Corning Incorporated--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Merck Millipore--
脱脂牛奶Sangong--
Ki-67抗体Proteintech28074-1-AP
Cleaved-caspase-3抗体Proteintech19677-1-AP
E-cadherin抗体Proteintech20874-1-AP
MMP-2抗体Proteintech10373-2-AP
GAPDH抗体Proteintech60004-1-IG
MMP-9抗体Proteintech10375-2-AP
山羊抗兔二抗Multi SciencesGAR0072
山羊抗鼠二抗Multi SciencesGAM007
ECL化学发光试剂盒----
单宁酸----
Pluronic F-127----
二甲基亚砜----
吉西他滨----
透析袋Spectrum Laboratories Inc.MWCO=3.5 kDa
吐温80----
CRP ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0053
肌酐检测试剂盒Jiancheng biotechC011-2-1
尿素氮检测试剂盒Jiancheng biotechC013-2-1
丙氨酸氨基转移酶检测试剂盒Jiancheng biotechC009-2-1
天冬氨酸氨基转移酶检测试剂盒Jiancheng biotechC010-2-1
酶标仪BioTek--
流式细胞仪Agilent--
成像系统Bio-Rad--
动态光散射仪Malvern Instruments--
扫描电子显微镜TESCAN--
溅射镀膜仪Edwards--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系来源和培养条件,培养基类型,血清和抗生素浓度,孵育条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:Materials and methods中的Cell lines and cell cultivation
体外药物处理
TGF-β1抑制剂浓度(0,1,2.5,5µM),吉西他滨浓度(1µM),处理时间(48h),微球处理浓度(2.77µg/mL)
阅读提示:Materials and methods中的Cell lines and cell cultivation,以及Results部分
细胞功能检测
CCK-8实验的细胞密度、孵育时间;凋亡检测的试剂盒;侵袭实验的细胞数、基质胶浓度、孵育时间
阅读提示:Materials and methods中的CCK-8, Cell apoptosis, Cell invasion
微球制备
各组分质量、体积、溶剂,搅拌速度和时间,透析时间
阅读提示:Materials and methods中的Preparation of MSs
微球表征
粒径测量条件,pH稳定性测试条件,药物释放实验条件
阅读提示:Materials and methods中的MS size distribution, pH stability, Drug release
体内实验
动物品系和性别、年龄,细胞注射数量,分组和给药剂量,给药频率和持续时间,肿瘤测量方法
阅读提示:Materials and methods中的Mouse subcutaneous tumor model
膀胱毒性实验
动物品系和性别、年龄,麻醉剂量,灌注体积,暴露时间,处理频率
阅读提示:Materials and methods中的Local bladder toxicity