在临床肿瘤医治中,化疗药物有较大的毒副作用,于是近几年纳米载体像碳纳米管、脂质体、聚合物胶束、树状大分子等被开发用于运载抗癌药物和蛋白质, 这些纳米载体具有良好的生物相容性、较长的体内循环时刻、可靶向富集到肿瘤组织、在体内可降解等优越性能, 完成对肿瘤的高效低毒的靶向医治。
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图片来历:Nature Nanotechnology[1]
肿瘤组织的一般特征包含血管渗漏和淋巴引流不良,当载体药物进入血管后,血管的渗透性添加导致纳米载体可通过血管抵达肿瘤部位,此外,肿瘤中功用失调的淋巴引流保留了积累的纳米载体,将药物释放到肿瘤细胞附近。通过添加肿瘤血管的通透性和无效的淋巴引流 (enhanced permeability and retention, EPR 效应),完成肿瘤的靶向给药。
8 月 23 日,Nature 子刊 Nature Communications 杂志在线宣布了“Tumor exosome-based nanoparticles are efficient drug carriers for chemotherapy”的研讨论文。
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外泌体显示出有用的细胞吸取和靶向能力取决于其膜的蛋白质,而在不损失蛋白质完整性的情况下开发仿生纳米颗粒仍然是癌症化疗的主要应战。 该研讨构建了一种有用的方法来构建外泌体 - 仿生纳米颗粒而不干扰癌症医治的膜完整性,由肿瘤细胞排泄的具有良好生物相容性的仿生多孔硅纳米颗粒外泌体(E-PSiNPs)作为靶向肿瘤的药物载体,结合外泌体构成外泌体 - 仿生纳米颗粒,使用其外泌体膜上的蛋白质用于肿瘤细胞的靶向给药, 可以被来自红细胞、癌细胞或白细胞的各种细胞膜包被,延伸体内循环时刻的同时展示更好的肿瘤靶向性,具有明显的抗肿瘤和杀伤肿瘤干细胞能力,这个工作为从肿瘤细胞中提取胞外仿生纳米颗粒作为肿瘤化疗药物载体的使用提供了理论依据。
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图片来历:Nature Communications[2]
外泌体是哺乳动物细胞排泄的直径 40-100nm 细胞外囊泡,因为其循环稳定性、生物相容性、低免疫原性和低毒性,被广泛用作纳米载体。人体几乎一切类型的细胞都能排泄外泌体,其广泛存在并分布于各种体液中,带着多种蛋白质、mRNA、miRNA 和脂质类物质等,作为重要的传递信号分子参加细胞通讯、细胞搬迁、血管重生和肿瘤细胞成长等过程。
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图片来历:Journal of the American College of Cardiology [3]
现在外泌体的研讨方向大致包含以下三个方面:
外泌体作为药物载体,完成靶向给药;
寻找疾病确诊和预后的分子标志物;
探究基因及信号通路,提醒疾病发病机制;
就像开篇 Nature Communications,现在大多数纳米载药体的构建是根据纳米颗粒的药物投递具有增强的渗透性和滞留效应,也便是常说的 EPR 效应,在癌症医治使用中具有共同的优势。 为了添加抗肿瘤药物的靶向投递能力,纳米颗粒通常使用靶向抗体、多肽或其他生物分子进行功用化,外泌体正好契合这一切想象。
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图:外泌体作为药物载体的使用方向
整体研讨思路:从血液、腹水、尿液等临床样本中,通过超速离心、过滤离心或梯度离心等分离外泌体,使用透射电子显微镜(TEM)、Western Blot 等判定,然后基因芯片小样本初筛差异分子,接着 QPCR 验证,通过再次挑选后,结合临床的确诊及预后,找到相应的分子标记物。
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整体研讨思路:以外泌体 miRNA 为例,与 II 中相似的外泌体分离判定后,通过观察发现某些现象,通过 RNA 提取及芯片检测,找出差异 miRNA 和目标 miRNA 可能作用的靶点,通过探究相关基因及信号通路,提醒疾病发病的机制。
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总之,外泌体研讨现在还是很火热,期望本文能够提供一些科研启示,今天就先策到这儿。
References
1. Peer D, Karp J M, Hong S, et al. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy [J]. Nature Nanotechnology, 2007, 2(12): 751-760.
2. Tuying Yong, Xiaoqiong Zhang, et al. Tumor exosome-based nanoparticles are efficient drug carriers for chemotherapy [J]. Nature Communications, 2019.
3. Eduardo Marbán. The Secret Life of Exosomes: What Bees Can Teach Us About Next-Generation Therapeutics [J].Journal of the American College of Cardiology, 2018, 71(2):193-200.