针对上述问题，复旦大学蒋晨和孙涛团队利用β-环糊精（β-CD）与胆固醇天然亲和力高于其与药物avasimibe（AVA）的特点，构建可穿越BBB的ApoE肽修饰“货物交换”超分子纳米清道夫。纳米粒先在胆固醇富集的GBM微环境中通过竞争性主-客置换，释放AVA和shSREBP1，分别抑制胆固醇酯化与内源合成；同时β-CD清除胞外多余胆固醇，切断肿瘤细胞对脂滴自噬的依赖。该策略在多层面阻断GBM胆固醇供应，显著抑制肿瘤增殖与侵袭，并逆转免疫抑制微环境：增加瘤内CTL和DC活化，减少Treg和M2型巨噬细胞浸润，提升IFN-γ、TNF-α等杀伤因子水平，最终显著延长原位GBM小鼠生存期，且经金刚烷解毒后系统毒性低，为GBM及中枢胆固醇代谢紊乱相关疾病提供了安全有效的新方案。该文章于2025年11月20日以《A Supramolecular Nanoscavengers:Based“Cargo-Exchange”Breaking Cholesterol Metabolic Dysregulation for Glioblastoma Therapy》为题发表于《Advanced  Science》（DOI：10.1002/advs.202519690）。

图1.超分子纳米清除剂通过“宿主交换”机制广泛调节胶质母细胞瘤中的胆固醇失衡，同时重塑免疫抑制性肿瘤微环境的示意图。

（1）“客体-货物交换”超分子纳米清除剂的制备与表征

C6位羟基经聚精氨酸亲水链修饰后，β-CD水溶性提高，且可在50:1质量比下通过静电作用压缩shSREBP1。纳米沉淀法制得的球形纳米清除剂粒径≈100 nm，AVA载药量7%，包封率67%，zeta电位≈–1 mV；TEM-EDS显示S、P元素均匀分布（图2b、d、f）。ROESY与分子对接表明胆固醇-β-CD结合能（–7.29 kcal mol⁻¹）高于AVA-β-CD（–6.13 kcal mol⁻¹），证实胆固醇可竞争置换AVA，实现“货物交换”并同步清除胆固醇（图2g、h）。

图2.超分子纳米清除剂的制备与表征。a)超分子纳米清除剂递送系统的制备示意图。b)超分子纳米清除剂的透射电镜形貌图，标尺：100 nm。c,d)包含和不包含质粒shSREBP1的超分子纳米清除剂的粒径和电位（n=3）。e)超分子纳米清除剂体外释放阿伐西米贝（n=3）。f)透射电镜下超分子纳米清除剂的元素能谱分析，标尺：100 nm。g,h)与不同客体分子（阿伐西米贝或胆固醇）形成的复合物的ROESY谱图。i)主体β-环糊精与不同客体分子（胆固醇/阿伐西米贝）的分子对接结果。

（2）超分子纳米清除剂对ApoE靶向功能元件修饰率、摄取途径和细胞内命运的筛选

ApoE与GBM及BBB高表达的LDLR结合，赋予纳米颗粒主动靶向能力；当ApoE修饰密度为15 %（w/w）时，脑肿瘤部位荧光强度达到平台值，被选为体内实验配方（图3a）。共聚焦与抑制剂联用实验显示，4 °C、甲基-β-环糊精、制霉菌素及Dynasore分别使胞内颗粒量减少82 %、75 %、68 %和71 %，提示摄取依赖能量、脂筏及动力蛋白；β-CD抽提膜胆固醇后，脂筏标志物GM1聚集减少，颗粒与脂筏共定位系数由0.72±0.05降至0.21±0.03。该入口途径绕过溶酶体，72 %颗粒于活细胞成像180 min内抵达内质网并释放内容物。综上，ApoE-LDLR识别驱动主动靶向，脂筏介导内吞降低降解风险，确保药物在胞内有效释放。

图3.超分子纳米清除剂在细胞和动物水平的靶向实验结果。a)超分子纳米清除剂的摄取途径和示意图（n=3）。b,c)超分子纳米清除剂体外血脑屏障模型穿透实验结果（n=3）。d–f)超分子纳米清除剂体内肿瘤靶向实验结果，紫色代表标记有DID探针的超分子纳米清除剂，蓝色代表细胞核，比例尺为200µm。g,h)超分子纳米清除剂体内靶向肿瘤部位的双光子成像示意图和结果，绿色代表胶质母细胞瘤（GBM）组织，红色代表标记有DID探针的纳米清除剂。图(c和e)中的数据以平均值±标准差的形式显示在分析图中，并使用普通的单因素方差分析。

（3）超分子纳米清除剂穿过血脑屏障并靶向肿瘤部位能力的体外评估

ApoE修饰的超分子纳米清除剂在体外BBB模型中的穿透效率较未修饰组提升，且Transwell体系内皮屏障完整性未被破坏（图3b,c）。该修饰策略使原本无法穿越BBB的β-环糊精大分子得以进入脑侧，为后续药物富集提供载体平台。小鼠GBM原位模型经尾静脉注射24 h后，ApoE组肿瘤区荧光信号强度在各时间点均高于非靶向组，离体脑组织及冰冻切片结果一致（图3d,f）。双光子成像显示，ApoE修饰颗粒跨越皮质血管进入肿瘤实质，未修饰颗粒主要滞留于血管内腔（图2g,h）。

（4）超分子纳米清除剂的体外细胞毒性和机制研究

CCK-8结果显示，超分子纳米清除剂组细胞活力低于游离AVA组（图4a）。共聚焦与Western blot共同证实，制剂处理后SREBP1、LC3B、NPC2蛋白水平同步下降（图4b-d）。鬼笔环肽染色显示，制剂组细胞边缘片状伪足面积及数量减少，F-肌动蛋白荧光强度降低（图4e,f）。划痕实验24 h愈合率由对照组的（68±4）%降至（21±3）%，Transwell下室侵袭细胞数由（312±18）个减至（89±7）个（图4g,h）。上述数据表明，β-CD通过“客体-货物交换”释放AVA并同步清除膜胆固醇，阻断胆固醇合成-自噬补偿回路，削弱脂筏依赖的伪足形成，进而抑制GBM细胞增殖与侵袭。

图4.超分子纳米清除剂的细胞水平药效学结果。a)超分子纳米清除剂的IC50拟合曲线（n=3）。b–d)胆固醇代谢示意图、关键蛋白WB条带及超分子纳米清除剂的半定量结果（n=3）。e,f)超分子纳米清除剂抑制伪足形成及其示意图，FITC标记的鬼笔环肽对伪足进行染色，蓝色代表细胞核，比例尺：20µm。g)超分子纳米清除剂的迁移实验结果（n=3），比例尺：100 nm。h)超分子纳米清除剂的侵袭实验结果（n=3），比例尺：100 nm。图(d,g,h)中的数据以平均值±标准差的形式显示在分析图中，并采用普通单因素方差分析。

（5）超分子纳米清除剂的动物水平药物疗效及作用机制评价

原位GBM小鼠模型隔日尾静脉注射5次，末次给药后静注金刚烷胺以络合游离β-CD。Kaplan-Meier曲线显示，ApoE-完整制剂组中位生存期较模型组、口服Tmz组及游离AVA组分别延长至2.7倍、1.9倍和1.6倍（图5b）；生物发光强度上升速率降低（图5c），体重曲线无显著下降（图5d）。TGGA数据库分析表明胆固醇代谢与增殖通路呈正相关（图5e）。Western blot显示，基因治疗组与ApoE-完整制剂组肿瘤组织SREBP1、LC3B-II蛋白水平同步下调（图5f）。油红O染色定量显示，两组脂滴面积占比由模型组的（18.3±1.7）%分别降至（6.1±0.9）%和（4.7±0.6）%（图5g）。结果证实，BBB内“客体-货物交换”释放AVA并抑制ACAT1，减少脂滴沉积，协同shSREBP1阻断胆固醇补偿合成，实现GBM生长抑制。

图5.超分子纳米清除剂的动物疗效及作用机制实验结果。a)胶质母细胞瘤（GBM）原位小鼠模型的建立及治疗方案示意图。b–d)各组小鼠的生存曲线（n=7）、肿瘤荧光素酶信号（n=4）及体重（n=4）。e)GBM胆固醇代谢分析的气泡图和生物信息学圆形图。f)各组小鼠关键脂质自噬蛋白的Western blot条带及半定量结果（n=3）。g)各组小鼠酯化胆固醇的油红O染色结果，红色代表脂滴，蓝色代表细胞核。比例尺：200µm。图(b,c,f)中的数据以平均值±标准差的形式显示在分析图中，并使用普通的单因素方差分析。

免疫荧光显示，基因负载组与完整制剂组肿瘤区SREBP1平均荧光强度较模型组、口服Tmz组及游离AVA组分别下降62 %、58 %和55 %（图6a）。BODIPY 493/503标记表明，完整制剂组游离胆固醇荧光面积占比降至（4.1±0.7）%，低于模型组的（15.8±1.4）%（图6b）。Ki-67指数由模型组的（68.5±4.3）%分别降至（28.2±3.1）%和（19.6±2.4）%，TUNEL阳性率由（8.3±1.2）%分别升至（31.7±2.8）%和（42.1±3.5）%（图6c,d）。数据证实，“货物交换”清除剂同步下调SREBP1表达并抽提游离胆固醇，阻断胆固醇补偿合成与脂噬保护，诱导GBM细胞凋亡并抑制增殖。

图6.动物药效学及超分子纳米清除剂作用机制的实验结果。a)各组肿瘤组织中SREBP1蛋白的免疫荧光染色，橙色代表SREBP1蛋白，蓝色代表细胞核（n=3），比例尺：200µm。b)各组肿瘤组织中BODIPY（游离胆固醇）的免疫荧光染色，绿色代表BODIPY（游离胆固醇），蓝色代表细胞核（n=3），比例尺：200µm。c)各组TUNEL染色结果，红色代表TUNEL染色，蓝色代表细胞核（n=3），比例尺：200µm。d)各组肿瘤组织中Ki-67染色结果，棕色代表Ki-67，蓝色代表细胞核，比例尺：200µm。图(a–c)中的数据以平均值±标准差的形式显示在分析图中，并使用普通的单因素方差分析。

（6）利用“货物交换”超分子纳米清除剂研究免疫微环境的重塑

原位GBM小鼠经3次静脉注射后，肿瘤及颈淋巴结单细胞悬液流式结果显示：基因负载组与完整制剂组肿瘤内CD8⁺IFN-γ⁺细胞毒性T细胞比例由模型组的（6.2±0.8）%分别升至（18.7±1.4）%和（22.3±1.9）%（图6e）；Foxp3⁺CD25⁺Treg占比由（18.9±1.1）%降至（7.4±0.9）%（图6f）；CD206⁺M2型小胶质细胞/巨噬细胞由（41.5±2.6）%降至（19.2±1.7）%（图7d）；颈淋巴结内CD11c⁺CD86⁺成熟DC比例由（12.3±1.5）%升至（28.6±2.2）%（图7e）。ELISA测得肿瘤匀浆IFN-γ、TNF-α、Granzyme B浓度分别升高2.8倍、2.1倍和2.5倍，TGF-β下降58 %（图7f–i）。免疫荧光共定位显示，完整制剂组肿瘤内CD206⁺细胞与PD-1⁺TIM-3⁺耗竭T细胞同步减少（图7j–l）。数据说明，胆固醇清除通过降低脂质负荷，逆转免疫抑制微环境，增强细胞毒性T细胞浸润与功能，抑制Treg及M2极化，激活DC介导的外周免疫，最终强化抗肿瘤免疫应答。

图7.超分子纳米清除剂的动物药效学及作用机制实验结果。a)肿瘤组织中免疫细胞的流式细胞术分析示意图。b)各组肿瘤组织中CTL细胞的分析（n=4）。c)各组肿瘤组织中Treg细胞的分析（n=4）。d)各组肿瘤组织中小胶质细胞/巨噬细胞的分析（n=4）。e)各组淋巴结中DC细胞的分析（n=4）。f–i)免疫因子（IFN-γ、TNF-α、TGF-β1和GZMB）的结果（n=3）。j–l)各组巨噬细胞（CD206）和耗竭T细胞（PD-1）的免疫荧光和半定量结果，橙色代表CD206，绿色代表PD-1，蓝色代表细胞核（n=3），比例尺，200µm。图(b–i和k,l)中的数据以平均值±标准差的形式显示在分析图中，并使用普通的单因素方差分析。