沙利霉素纳米制剂在肿瘤干细胞治疗中的研究进展

江 帆，魏 鑫

(电子科技大学医学院，四川 成都 610054)

肿瘤治疗是目前的一大医学难题，其中一群具有干细胞性质，可自身分化的肿瘤细胞亚群，即肿瘤干细胞(cancer stem cells，CSCs)，被认为是肿瘤发生、发展、侵袭、转移的根源[1]。这类细胞在肿瘤中的比例较低，其耐药性被普遍认为是肿瘤化放疗耐受，肿瘤复发的关键因素。近年来研究发现造成其耐药的原因主要有几个方面：转运蛋白的过表达，调控信号通路，调节肿瘤微环境以及自噬等[2，3]。多种常规药物阿霉素，紫杉醇，5-氟尿嘧啶等对CSCs疗效不佳，而兽用抗生素沙利霉素(Salinomycin，SAL)对其具有显著治疗效果，但水溶性差、毒副作用大等缺点限制了其临床使用。最新的研究发现，通过制成纳米制剂，可以显著改善其不足，提高治疗效果，这将为沙利霉素治疗肿瘤的临床应用提供潜在的可能。

1 沙利霉素

1.1沙利霉素简介沙利霉素(Salinomycin，SAL)又称盐霉素，是一种羧基聚醚类化合物[4]，对革兰氏阳性细菌、真菌和寄生虫都有抑制作用，几十年来一直用作兽用抗生素。沙利霉素的抗菌作用机制主要是结构中的聚醚基团可以中和细胞中的阳离子(K+，Na+，Ca2+或Mg2+)，分子表面的亲脂层又可将这些复合物转运进细胞内，使钙含量增加，从而破坏渗透平衡，导致细菌死亡[5]。2009年，Gupta等在小鼠动物模型中通过高通量筛选，从16，000 多个化合物中发现沙利霉素可以选择性杀死乳腺癌干细胞，抑制其在小鼠体内的生长及转移，且效力比常规化疗药物紫杉醇高100倍[6]。此后的多项研究也证实，沙利霉素对多种肿瘤干细胞都具有很强的杀伤能力，并在体内体外模型中得到验证[7]。

1.2抗CSCs作用机制概述近年来有研究证实，沙利霉素是P-gp抑制剂，它可以阻断P-gp介导的药物外排作用，抑制过表达P-gp的多药耐药肿瘤细胞的生长[8]。在慢性淋巴细胞性白血病中，纳摩尔浓度的沙利霉素即对Wnt信号通路具有强抑制作用，其主要是通过阻止脂蛋白受体相关蛋白6(LRP6)磷酸化，并诱导其降解来抑制Wnt信号通路[9]。并且也有研究认为，沙利霉素能有效杀死上皮CSCs的分子机制是抑制自噬，敲除ATG7基因能有效增强沙利霉素对CSCs存活和扩散的抑制作用[6]。

1.3沙利霉素纳米制剂简介沙利霉素虽然在治疗肿瘤干细胞方面有显著的优势，但在临床运用时也存在不少缺陷。其毒副作用强、水溶性差(小于0.01 mg/ml)、体内停留时间短等特点，使其在临床使用上受到很大限制[10]。近年来纳米技术的发展，特别是纳米载药系统的研究为沙利霉素的临床应用提供了新的可能。通过将沙利霉素与纳米技术相结合的方式，可提高沙利霉素靶向CSCs的能力和生物利用度，降低毒副作用。

2 沙利霉素纳米制剂

目前研究的沙利霉素纳米药物有多种剂型(见表1)，包括脂质体、胶束、纳米粒等，这些剂型的应用显著改善了水溶性、提高了药物的生物利用度与靶向治疗能力。而通过治疗方式的不同也将它们主要分为两类。一类是将沙利霉素通过脂质体、胶束等或者纳米粒装载、偶联的方法制备纳米制剂，直接应用于肿瘤干细胞的治疗。另一方面则是将沙利霉素与已有的临床药物通过纳米技术制成药物联用制剂，利用沙利霉素增强肿瘤细胞对药物的敏感性，达到协同作用、联合治疗的效果。

表1 沙利霉素纳米制剂表

2.1脂质体将药物包封于类脂质双分子层内而形成的微型泡囊体即为脂质体[22]。磷脂和胆固醇类天然大分子是脂质体的主要结构成份。其具有高生物相容性、低免疫原性和高包封率等特点，通过PEG修饰可显著提高体内循环时间。Momekova等合成了沙利霉素和Na、K、Mn、Co和Ni共5种金属离子配合物，并采用薄膜水化法制备脂质体，研究表明沙利霉素金属配合物脂质体可诱导KG-1细胞系凋亡，并影响其细胞周期，二价金属离子配合物在细胞实验的结果优于一价金属[23]。由此证明，将沙利霉素包封于脂质体的方法可行，且具有优于游离沙利霉素的效果。同样地，Xie等将沙利霉素与氯喹联用制备脂质体，治疗肝癌细胞(HepG2)和肝癌干细胞(LCSCs)，研究表明一方面脂质体制剂可降低氯喹与沙利霉素的毒性，提高HepG2和LCSCs对其敏感性。另一方面氯喹可抑制自噬，从而提高沙利霉素的疗效[13]。

2.2胶束一般由脂类和两亲性分子(如高分子聚合物)组成即为胶束，在亲水溶液中自组装包裹疏水性的药物，实现体内运送和靶向作用[24]。Daman等制备了包裹沙利霉素的胶束，递送到耐吉他西滨的胰腺癌细胞中，体内体外实验证实沙利霉素可显著抑制细胞的增殖，延长小鼠生存期[25]。Zhang等分别以PEG-b-PCL聚合物、奥曲肽作为载体和配体，制备了沙利霉素和紫杉醇胶束，体内体外联合用药结果表明，联合用药效果优于单用[7]。由此可见，通过化疗药物与沙利霉素联用的方式，可同时实现肿瘤细胞与肿瘤干细胞的双重治疗，而连接奥曲肽作为配体，则可提高胶束的靶向能力，使其更好地发挥功效。

2.3其他纳米制剂除脂质体和胶束外，树枝状聚合物、高分子聚合物、金属纳米粒等也发挥着不可忽视的作用。Wei等采用胆固醇-透明质酸(CHOL-HA)为载体，通过可生物降解的酯键与SAL相结合，制备了纳米凝胶，该纳米制剂中HA可靶向表达CD44+的耐药肿瘤干细胞，CHOL作为细胞膜的组分可以加强纳米药物与细胞膜的相互作用，20～40 nm的纳米制剂具有较好的渗透、摄取和保留作用，这些措施显著提高了细胞内药量和抗肿瘤效果[26]。Liffers 等在软组织肉瘤研究中发现：125 ng/ml阿霉素联合1 μmol亚致死浓度的沙利霉素抑制肉瘤细胞的活性比单一阿霉素高4倍[19]。沙利霉素与其它药物发挥协同抗肿瘤活性，主要通过多种不同的作用方式提高肿瘤细胞的敏感性，如：抑制上皮细胞-间充质转化(EMT)，增加 DNA 的损伤，抑制药物外排泵，或抑制β-catenin /TCF复合体通路的活性等。

纳米剂型的应用相比单一小分子药物具有一定的优势，如可提高其载药量与稳定性，提高靶向能力，减少全身性的毒性，这在一定程度上提高了药物使用的安全性和治疗效率。而纳米递药系统设计上的可塑性，也为靶向治疗、药物控释提供了便利。另一方面，纳米制剂也可为沙利霉素与其他化疗药物联用提供安全、方便的平台更有利于赋予药物靶向能力，增强联合治疗的效果。这都为未来将沙利霉素运用于临床治疗提供了新的可能。

3 总结与展望

目前，全球还没有用于肿瘤治疗的沙利霉素临床药物，更多的研究还停留在实验室研究和临床试验阶段。美国Verastem公司的产品VS507(主要成分为沙利霉素)的临床I/II期临床试验表明，沙利霉素可以有效控制肿瘤转移，且临床副作用不大[27]。沙利霉素为靶向治疗CSCs提供了一个颇具潜力的发展方向。虽然CSCs的耐药机制和沙利霉素的治疗机制并不明朗，但基于其疗效的实验数据发现其具有靶向CSCs的能力，仍需进一步研究。纳米递药系统的应用(如胶束、脂质体、纳米粒等)在一定程度上改善了沙利霉素的水溶性、延长了驻留时间、提高了药物的靶向性、降低了不良反应，能够更大程度地提升药物的治疗效果和安全性。同时，通过纳米技术搭建的药物联用体系，也能尽可能地同时杀伤各种肿瘤细胞，最大限度地发挥治疗作用。

总之，沙利霉素有望成为针对肿瘤干细胞的特异性治疗药物，在不久的将来进入临床应用，为肿瘤的治疗开启新篇章。