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南方醫(yī)科大學(xué)樊俊兵教授團(tuán)隊(duì) Adv. Mater.: 水果細(xì)胞外囊泡結(jié)構(gòu)化液滴藥物提升膠質(zhì)瘤化療療效
2023-10-09  來源：高分子科技

  腦膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)惡性程度極高的原發(fā)性腫瘤，臨床死亡率高，預(yù)后差，其主要原因是由于血腦屏障的存在導(dǎo)致大多數(shù)藥物難以有效進(jìn)入腦部發(fā)揮治療作用。因此，發(fā)展新型的藥物遞送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)藥物高效穿越血腦屏障及深層次滲透腫瘤組織，提高膠質(zhì)瘤治療療效，是當(dāng)前腦膠質(zhì)瘤治療亟待解決的問題之一。


  生命系統(tǒng)中細(xì)胞及其衍生物具有優(yōu)異的自適應(yīng)形變能力，除了分子水平的相互作用外，它們還能夠通過自適應(yīng)智能形變，進(jìn)一步提升跨越生理屏障的能力并進(jìn)行物質(zhì)和能量交換。受此啟發(fā)，近日，南方醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院腫瘤研究所樊俊兵教授和王鶯研究員團(tuán)隊(duì)在前期研究基礎(chǔ)上，利用細(xì)胞外囊泡天然的特性 - 如細(xì)胞膜一樣是具有磷脂雙分子層的兩親性物質(zhì)，以天然角鯊烯作為化療藥物阿霉素的分散相，通過細(xì)胞外囊泡在角鯊烯和水界面自組裝，得到殼層為組裝的細(xì)胞外囊泡，內(nèi)核為封裝有阿霉素的液體角鯊烯，構(gòu)建了基于水果細(xì)胞外囊泡的工程化結(jié)構(gòu)液滴藥物。該體系中天然的水果細(xì)胞外囊泡本身具有優(yōu)良的跨細(xì)胞能力，其組裝在液體內(nèi)核表面，賦予液滴藥物優(yōu)異的穩(wěn)定性和自適應(yīng)形變能力，當(dāng)與細(xì)胞界面相互作用時(shí)，它們通過智能形變進(jìn)一步增加了與細(xì)胞界面的識(shí)別接觸面積，提升了其內(nèi)吞和膜融合效率，進(jìn)而顯著增強(qiáng)了藥物跨越血腦屏障的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)膠質(zhì)瘤高效化療（圖1，圖2A-2C）。


圖1. 水果細(xì)胞外囊泡工程化結(jié)構(gòu)液滴藥物與細(xì)胞界面相互作用示意圖


  激光共聚焦結(jié)果表明，水果細(xì)胞外囊泡工程化結(jié)構(gòu)液滴藥物與細(xì)胞相互作用時(shí)，具有明顯的自適應(yīng)形變能力，進(jìn)一步增加了與靶細(xì)胞的相互作用（圖2D）；谒(xì)胞外囊泡的工程化結(jié)構(gòu)液滴藥物展現(xiàn)出比單一細(xì)胞外囊泡更加優(yōu)良的內(nèi)吞能力、膜融合和轉(zhuǎn)胞吞作用。其中，粒徑為0.5 μm的結(jié)構(gòu)化液滴藥物的胞內(nèi)攝取能力是普通細(xì)胞外囊泡的2.5倍，跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)能力是普通細(xì)胞外囊泡的2.2倍，膜融合能力是普通細(xì)胞外囊泡的5倍（圖2A, 2C, 2E）。C57小鼠原位移植膠質(zhì)瘤治療結(jié)果表明，基于水果細(xì)胞外囊泡工程化結(jié)構(gòu)液滴藥物能夠顯著抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖及腫瘤血管生成，大大延長(zhǎng)了動(dòng)物的生存期（圖3）。


圖2. 水果細(xì)胞外囊泡工程化結(jié)構(gòu)液滴藥物在膠質(zhì)瘤細(xì)胞GL261細(xì)胞的內(nèi)吞、膜融合和轉(zhuǎn)胞吞作用。


圖3. 水果細(xì)胞外囊泡工程化結(jié)構(gòu)液滴藥物對(duì)C57小鼠原位移植膠質(zhì)瘤的治療

  該工作突破了傳統(tǒng)腦部藥物遞送體系的局限，利用生命系統(tǒng)中自適應(yīng)形變這一客觀存在的自然現(xiàn)象，結(jié)合分子水平的特異性識(shí)別，顯著提升了藥物穿越生理屏障和深層次滲透腫瘤組織的能力。此外，還解決了傳統(tǒng)細(xì)胞外囊泡藥物負(fù)載難、負(fù)載效率低的問題，有望為臨床實(shí)體腫瘤的治療提供新思路。


  該工作以“Fruit-Derived Extracellular Vesicles Engineered Structural Droplet Drugs for Enhanced Glioblastoma Chemotherapy”為題，發(fā)表在《Advanced Materials》上，南方醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院腫瘤研究所樊俊兵教授和王鶯研究員為共同通訊，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院博士生陳建萍為第一作者。工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金的支持。

  文章信息：Jianping Chen, Yi Wang*, Jun-Bing Fan*, et al. Fruit-Derived Extracellular Vesicles Engineered Structural Droplet Drugs for Enhanced Glioblastoma Chemotherapy. Advanced Materials, 2023, 2304187.

  全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202304187

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