针对上述问题，中科大庄涛涛教授团队设计了一种螺旋结构和表面原子修饰策略，制备了具有固有纳米螺旋形貌的生物相容性手性金纳米棒。这种纳米棒具有强而可调的手性光学活性，能够选择性地上调关键的促凋亡基因，同时下调某些促增殖基因，从而展现出纳米尺度的手性依赖性胶质母细胞瘤抑制作用。该文章于2026年1月28日以《Chiroplasmonic Nanohelices for Glioblastoma Suppression》为题发表于《Advanced Functional Materials》（DOI：10.1002/adfm.202527480）。

（1）基于BCGNRs的手性疗法设计

以(R)-、(S)-和(R/S)-1,1′-联萘-2,2′-二胺为手性配体，采用螺旋修饰表面原子的方法合成LH-、RH-和A-GNRs变体（图1A）。LH-和RH-GNRs在可见光-近红外区域呈现镜像CD信号和g因子（图1H）。通过调节母体金纳米棒用量可调控CD信号位置、强度及手性形貌（图1F），优化后RH-GNRs和LH-GNRs的最大g因子分别为0.130和-0.116（图1H）。形貌表征显示RH-GNRs为顺时针螺旋褶皱，LH-GNRs为逆时针褶皱模式（图1G）。BCGNRs平均粒径132.7 nm（PDI=0.0514）（图1I）。聚乙二醇化后，RH-GNRs表面电荷从29.19±3.70 mV降至11.07±1.89 mV，LH-GNRs从24.86±7.39 mV降至9.66±3.25 mV，同时保持手性完整性（图1H）。拉曼光谱280 cm⁻¹处Au-S峰（图1J）和XPS硫残留检测（图1K）证实PEG偶联成功。CCK-8实验显示BCGNRs对U251细胞毒性可忽略（图1L）。

图1.BCGNRs的合成与表征。(a)BCGNRs抑制GBM示意图及手性配体诱导手性胶束形成示意图；(b-e)手性胶束水溶液的圆二色谱、紫外-可见吸收光谱及g因子光谱；(f)不同种子浓度时(S)-联胺导向手性金纳米棒的g因子光谱演变；(g)不同螺旋度手性金纳米棒的高角度环形暗场扫描透射电子显微镜图像(i-iii)、对应二次电子图像(iv-vi)、LH-GNRs低倍透射电子显微镜图像(vii)及高分辨率透射电子显微镜图像(viii)，比例尺分别为20 nm和5 nm；(h)BCGNRs的CD光谱、可见-近红外消光光谱、g因子光谱及旋光色散光谱；(i)BCGNRs粒径分布；(j)PEG化前后手性金纳米棒及mPEG-SH的拉曼光谱；(k)Au 4f核心能级的X射线光电子能谱；(l)CCK-8法检测不同处理0、6和24小时后的细胞活力(n=5)。

（2）BCGNRs在GBM模型中的体外疗效

以U251和U87细胞为模型评估BCGNRs在GBM中的作用。共聚焦显微镜显示LH-GNRs和RH-GNRs均在3小时内被细胞快速内化（图2A）。Western blot分析显示，与PBS对照组相比，LH-GNRs和RH-GNRs处理U87细胞后CHOP表达分别增加17.7%和35.8%，PCNA表达降低83.5%和91.5%（图2B），表明BCGNRs通过调节关键蛋白表达抑制GBM（图2C）。Transwell迁移实验证实BCGNRs处理抑制GBM细胞迁移（图2D），Annexin V流式细胞术分析显示细胞凋亡显著增加（图2E、F）。LH-和RH-GNRs对细胞行为的影响显著强于A-GNRs，提示基于手性的相互作用机制。PCNA免疫组化染色显示处理后U251细胞PCNA表达显著降低（图2G），验证BCGNRs在蛋白水平上的对映选择性促凋亡和抗增殖作用。

图2.BCGNRs的体外效应。(a)LH-GNRs和RH-GNRs处理U251细胞的共聚焦荧光图像，标尺分别为50µm和25µm；(b)Western blot分析检测不同处理后U251和U87细胞中PCNA和CHOP的表达；(c)GBM模型中手性依赖性生理活性示意图；(d)Transwell迁移实验评估LH-GNRs和RH-GNRs处理24小时后对U251细胞迁移的影响，标尺分别为200µm和100µm；(e)流式细胞术分析PBS和BCGNRs处理U251细胞的凋亡情况；(f)凋亡细胞群的定量分析；(g)PBS、A-GNRs、LH-GNRs和RH-GNRs处理组细胞中PCNA的免疫组织化学染色比较，标尺为50µm(n=3)。

（3）BCGNRs在胶质母细胞瘤中的体内治疗作用

基于这些结果推断纳米螺旋结构可能参与细胞内或细胞膜上与手性大分子的相互作用（图3A）。为阐明BCGNRs抑制GBM的机制，对LH-GNRs、RH-GNRs或空白对照处理的U251细胞进行全基因组转录组分析，每组设置三个重复样本。RNA测序分析在检测到的13338个基因中鉴定出1643个差异表达基因，其中874个上调，769个下调（图3B）。LH-或RH-GNRs处理显著下调增殖相关基因（PLK2、CCN1、MCM4、MYBL2、CDC6、FOSL1、ADAM19、HELLS和FOSL2），同时上调促凋亡基因（BMF、PCDH10、NDRG1、UNC5B和BCL2L11）（图3C），与图2细胞实验结果一致。KEGG通路富集分析显示PI3K-Akt信号通路、细胞周期调控和MAPK信号通路显著富集（图3D）。Western blot分析评估PI3K-Akt和MAPK信号通路关键蛋白水平（图3E-H），结果表明BCGNRs处理降低总蛋白和磷酸化蛋白水平。U251细胞中RH-GNRs使P-PI3K、P-Akt、P-ERK和P-p38水平分别降低58.9%、76.3%、46.8%和62.9%；U87细胞中分别降低22.5%、76.5%、80.8%和61.5%。A-GNRs表现出选择性抑制作用，仅降低U251细胞中P-p38磷酸化水平，缺乏手性BCGNRs的协同抑制作用。

图3.BCGNRs驱动的GBM抑制机制研究。(a)手性诱导自旋选择性机制示意图；(b)U251细胞经RH-或LH-GNRs处理后与PBS对照组相比差异表达基因的火山图；(c)与细胞增殖抑制和凋亡诱导相关基因表达治疗依赖性变化的热图分析；(d)前20个最显著富集通路的KEGG通路富集分析气泡图；(e)U251细胞经PBS、A-、LH-、RH-、外消旋GNRs或LY294002处理后PI3K-Akt和MAPK信号通路关键蛋白的Western blot分析；(f)U251细胞磷酸化靶蛋白水平的定量分析；(g)U87细胞中PI3K-Akt和MAPK信号通路抑制的Western blot分析；(h)U87细胞磷酸化靶蛋白水平的定量分析；(i)不同处理后CCK-8法评估细胞活力；(j)PBS或BCGNRs处理GL261-Luc细胞中靶蛋白表达的Western blot分析；(k-m)PI3K、Akt和P-Akt表达的柱状图定量分析(n=3)。

（4）BCGNRs在胶质母细胞瘤中的体内治疗作用

在确认BCGNRs对GBM细胞的功效和作用机制后，进一步验证其体内抗GBM疗效。GL261-Luc-GFP细胞系稳定共表达荧光素酶和GFP，可进行非侵入性、实时生物发光成像以纵向追踪颅内肿瘤进展和治疗反应。GL261细胞体外研究结果与U251和U87细胞系基本一致，测试材料处理显著降低细胞活力（图3I），对PI3K-Akt通路中靶蛋白的表达和激活表现出明显抑制作用（图3J-M），RH-GNRs疗效最为显著。通过立体定向颅内植入6×10⁶个GL261-Luc-GFP细胞建立原位GBM小鼠模型，植入两周后将荷瘤小鼠随机分为五组，分别接受立体定向注射PBS、BCGNRs（LH-、RH-和A-GNRs）或替莫唑胺（TMZ）。每1-2天记录小鼠体重。注射后72小时内RH-和LH-GNRs的血清药代动力学曲线表明聚乙二醇化延长了其血液循环时间（图S31）。治疗后第7天使用体内生物发光成像监测肿瘤进展并持续给药5天（图4A）。采集0.2 mL脑脊液用于电感耦合等离子体质谱分析（图4B），结果显示手性金纳米颗粒在大脑中有效积累，RH-GNRs的脑脊液积累量比LH-GNRs高76.4%，表明其具有对映选择性的血脑屏障穿透效率。脑组织切片组织病理学分析证实原发植入部位以外存在残留浸润性肿瘤病灶（图4D），与GBM典型弥漫性生长模式相符。免疫组织化学分析显示BCGNRs治疗组PCNA表达显著降低，表明肿瘤细胞增殖受到抑制（图4E）。宏观和细胞学评估均表明RH-GNRs体内治疗效果优于其他手性构型。结果表明BCGNRs具有良好的生物相容性和长期安全性。

图4.原位胶质母细胞瘤模型中BCGNRs的体内治疗评估。(a)治疗示意图；(b)ICP-MS定量分析小鼠脑脊液中的金元素；(c)肿瘤重量定量分析；(d)各组颅内肿瘤负荷的代表性生物发光图像及脑组织、癌旁结缔组织和肿瘤区域的苏木精-伊红染色切片；(e)免疫组织化学分析评估肿瘤内PCNA表达(n=3)。