脂质三组分 DPPC、DSPE-PEG5k、Cholesterol｜磷酸钙纳米粒的 stealth 外壳构筑

文献：Disulfiram loaded calcium phosphate nanoparticles for enhanced cancer immunotherapy

文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961222005208

作者：Qiaofeng Li, Yu Chao, Bo Liu, Zhisheng Xiao, Zhijuan Yang, Yuzhe Wu, Zhuang Liu

相关产品：DPPC、DSPE-PEG5k、Cholesterol

原文摘要：

Considering the huge cost and long test periods required for new drug development, repurposing drugs that have already been applied in the clinic as new cancer treatment candidates represents an attractive alternative. Disulfiram (DSF) was originally used to treat alcoholism and has proven to have anticancer effects with the coadministration of copper ions (Cu2+). However, the limited water-solubility of DSF and systemic toxicity induced by exogenous Cu2+ hinder its practical application. Herein, we constructed pH-responsive lipid-coated calcium phosphate nanoparticles (LCP NPs) co-loaded with Cu2+ and DSF. After intravenous injection, those nanoparticles with long blood half-life preferentially accumulate in tumors, followed by the degradation of nanoparticles in response to the acidic tumor microenvironment, subsequently releasing Cu2+ and DSF to generate cytotoxic metabolite DTC−Copper complex, bis(diethyldithiocarbamate)–copper (CuET) for tumor treatment. In addition to direct cytotoxicity, the active metabolite CuET could effectively induce immunogenic cell death (ICD) of cancer cells to regulate the immunosuppressive tumor microenvironment, contributing to enhanced immune checkpoint blockade (ICB) therapy in triggering systemic immune responses. This work thus demonstrates the great promises of repurposing the old drug DSF as a new ICD inducer with nano-formulation, to achieve improved synergetic tumor-responsive therapy with low side effects.   

文献概述

该研究构建了载双硫仑二硫化物的磷酸钙纳米粒（DSF@CaP），用于tumor免疫增强Treatment 。磷酸钙内核具备良好的生物可降解性、pH响应溶解释药能力，可包载疏水的双硫仑；但裸磷酸钙纳米颗粒稳定性差、极易团聚、体内循环半衰期短，易被机体快速清除。因此研究者引入磷脂体系 DPPC、DSPE-PEG5k、胆固醇（Cholesterol），在CaP内核外自组装形成类脂质外壳，搭建核–壳型CaP@lipid纳米递送系统。脂质层既起到隔离保护内核、提升胶体稳定性的作用，又赋予纳米粒长循环特性；双硫仑在tumor酸性微环境下随磷酸钙降解而释放，抑制tumor相关通路、重塑tumor微环境，激活机体抗tumor免疫应答。

产品基本信息

DPPC

全称：二棕榈酰磷脂酰胆碱，1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine

外观：白色粉末

分子式：C₄₀H₈₀NO₈P

相变温度：41 ℃

溶解性：可溶于氯仿、二氯甲烷等有机溶剂，不溶于水；在适宜温度下可水合形成脂质双层

储存条件：-20 ℃，密封避光，隔绝水汽

特性：饱和磷脂，相变温度接近生理温度，是脂质膜骨架组分，能够维持脂质双层致密、规整的结构，降低膜通透性，减少内核药物提前渗漏。

DSPE-PEG5k

全称：1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酰乙醇胺–聚乙二醇（分子量5000 Da）

外观：白色固体粉末

结构：疏水DSPE磷脂尾 + 亲水长链PEG5k

溶解性：易溶于氯仿、甲醇，可在水相中分散

储存条件：-20 ℃密封避光保存，避免反复冻融

特性：两亲性PEG化磷脂；DSPE疏水端嵌入脂质双层，长PEG链伸向水相，在颗粒表面形成水化层，是实现纳米粒长循环、降低非特异性蛋白吸附的经典功能组分。

Cholesterol（胆固醇）

全称：Cholesterol

外观：白色结晶粉末

溶解性：溶于氯仿、乙醇，几乎不溶于水

储存条件：-20 ℃密封避光保存

特性：膜调节剂，可插入磷脂双层之间，调节膜的流动性，降低脂质相变带来的膜缺陷，增强脂质壳层机械稳定性，抑制脂质相分离，减少颗粒融合聚集。

基于该文献的产品应用解析

三者按配比共组装，在磷酸钙无机核表面形成连续脂质包膜，各司其职，协同完成纳米载体的界面工程改造：

1. DPPC：搭建脂质双层的基础骨架

DPPC作为主体磷脂，构成脂质外壳的基本双层结构。其饱和酰基链结构规整，相变温度较高，在生理环境下膜结构相对致密。包覆在磷酸钙核外后，可以把无机内核与外部水环境隔离开，延缓磷酸钙在正常生理pH下过早溶解，避免双硫仑在循环途中提前释放。同时DPPC提供充足的磷脂基质，为DSPE-PEG5k与胆固醇的嵌入提供组装位点，是整个脂质壳层的结构基础。

2. DSPE-PEG5k：构建表面水化层，实现长循环，降低网状内皮系统清除

DSPE的疏水脂肪酸链插入DPPC形成的脂质双层，分子量5k的PEG链向外伸展，在纳米粒表面构筑厚水化层。文献对比无PEG修饰的裸CaP颗粒，经DSPE-PEG5k修饰后的纳米粒血清稳定性提升，蛋白吸附量明显下降，减少巨噬细胞识别吞噬，延长体内血液循环时间，提升tumor部位的富集概率。相较于短链PEG，PEG5k可以形成更厚的水化层，抗吸附效果更强，适合无机纳米核的表面 stealth 修饰。

3. 胆固醇：调节膜流动性，加固脂质壳层，抑制颗粒团聚

胆固醇穿插在DPPC磷脂链之间，起到“缓冲填充”的作用。高温下限制磷脂链无序运动，低温下防止磷脂过度有序结晶，拓宽脂质膜稳定区间。在该CaP-脂质核壳体系中，胆固醇弥补磷脂双层的结构缺陷，减少膜上孔洞，进一步降低药物渗漏，同时阻止纳米颗粒之间发生融合、聚集，大幅提升纳米储备液的储存稳定性。

4. 协同配合，保留磷酸钙内核pH响应释药优势

脂质外壳不是完全封闭屏障。当纳米粒富集进入tumor酸性微环境或内吞体后，磷酸钙内核在酸性条件下发生降解，钙离子释放、结构崩解，双硫仑随之大量释放。DPPC/胆固醇维持外壳稳态，DSPE-PEG5k保障递送抵达病灶，三者组合只延缓正常环境下的降解，不破坏酸性环境的响应释放特性，从而让双硫仑有效在tumor局部起效，抑制tumor细胞、调节免疫微环境，增强抗tumor免疫Treatment 效果。

> 使用注意点：脂质薄膜水化、超声挤出制备过程中，温度需要高于DPPC相变温度；各脂质摩尔配比会直接影响粒径、Zeta电位、包封率；DSPE-PEG5k投料比例过高会削弱脂质膜致密性，可能造成突释，需要提前优化配比。

总结

在该双硫仑–磷酸钙脂质包覆纳米免疫递送体系中，DPPC、DSPE-PEG5k、胆固醇是脂质外壳的三大核心组分。DPPC作为磷脂骨架构建双层膜；DSPE-PEG5k引入长链PEG水化层，实现长循环、抗蛋白吸附；胆固醇作为膜稳定剂加固脂质壳、抑制团聚。三者协同包覆无机磷酸钙内核，在保留内核pH响应释药能力的前提下，解决裸磷酸钙纳米粒易团聚、循环差、药物早释等痛点，让双硫仑有效递送至tumor部位，实现增强tumor免疫Treatment 的目标，为无机–有机核壳型纳米药物的脂质包覆策略提供了典型配方参考。