【科研動(dòng)態(tài)】生命學(xué)院楊祥良教授、甘璐教授課題組在外泌體仿生納米藥物領(lǐng)域取得新進(jìn)展
8月23日，《自然-通訊》（Nature Communications）在線(xiàn)發(fā)表華中科技大學(xué)生命學(xué)院、國(guó)家納米藥物工程技術(shù)研究中心楊祥良教授、甘璐教授課題組完成的研究論文“Tumor exosome-based nanoparticles are efficient drug carriers for chemotherapy”。
腫瘤干細(xì)胞（Cancer stem cells, CSCs）是導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移和耐藥的主要原因，發(fā)展靶向CSCs的策略是腫瘤臨床治療最有效的策略之一。納米藥物具有增強(qiáng)滲透滯留效應(yīng)（EPR）、可修飾性、智能響應(yīng)性以及多種藥物共輸送等獨(dú)特的性質(zhì)，在腫瘤精準(zhǔn)協(xié)同治療、增強(qiáng)療效和降低毒副作用等方面發(fā)揮著重要作用。納米材料常通過(guò)偶聯(lián)靶向分子實(shí)現(xiàn)抗腫瘤藥物靶向輸送，但不同CSCs表達(dá)不同的表面標(biāo)志物，如何將藥物高效運(yùn)送到不同CSCs并發(fā)揮作用是目前腫瘤治療亟待解決的難題。
近年來(lái)，楊祥良教授團(tuán)隊(duì)提出了抗腫瘤納米藥物靶向輸送的“五得原則”：跑得動(dòng)（Long circulation）、停得下（Tumor targeting）、鉆得深（Deep penetration）、進(jìn)得去（Cellular internalization）、放得出（Drug release）。仿生納米藥物結(jié)合天然生物材料的獨(dú)特功能及人工納米材料的多功能性特點(diǎn)，在用于藥物遞送方面引起廣泛關(guān)注。外泌體（exosomes）是細(xì)胞分泌的胞外囊泡，具有長(zhǎng)循環(huán)、生物相容性好、免疫原性低等優(yōu)點(diǎn)，更為重要的是外泌體能夠表達(dá)特定的蛋白，具有“歸巢”靶向能力，可被用于藥物載體。但構(gòu)建外泌體仿生納米藥物面臨外泌體產(chǎn)量過(guò)低、傳統(tǒng)超聲擠壓易導(dǎo)致外泌體蛋白功能丟失進(jìn)而影響靶向效率等問(wèn)題。
本研究構(gòu)建了一種腫瘤細(xì)胞外排的外泌體仿生多孔硅納米粒（E-PSiNPs）用于CSCs的靶向給藥，將多孔硅納米粒與腫瘤細(xì)胞孵育，發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞會(huì)通過(guò)自噬（autophagy）促進(jìn)多孔硅外排，且通過(guò)免疫熒光、western blot等多種手段鑒定外排的多孔硅表面覆蓋著厚約20 nm的外泌體膜結(jié)構(gòu)。相比于傳統(tǒng)外泌體分離方式可使其產(chǎn)量提高34倍，且有效保留了外泌體的功能蛋白。E-PSiNPs具有良好的普通腫瘤細(xì)胞和CSCs靶向性，且來(lái)源于一種腫瘤細(xì)胞的E-PSiNPs負(fù)載抗腫瘤藥物阿霉素后（DOX@E-PSiNPs），表現(xiàn)出對(duì)其他不同普通腫瘤細(xì)胞和CSCs的交叉攝取與有效殺傷效果，解決了靶向不同CSCs需要偶聯(lián)不同靶向分子的問(wèn)題。另外，DOX@E-PSiNPs具有良好的腫瘤組織靶向性、腫瘤血管滲出并穿透至腫瘤深部能力，這些作用與E-PSiNPs表面表達(dá)黏附分子CD54有關(guān)?；谏鲜霆?dú)特的行為，DOX@E-PSiNPs實(shí)現(xiàn)了在腫瘤組織內(nèi)腫瘤細(xì)胞和CSCs中的大量蓄積，在肝癌皮下瘤、原位乳腺癌和黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移等多種腫瘤模型中均表現(xiàn)出良好的抗腫瘤和殺傷CSCs的能力。該研究為腫瘤細(xì)胞來(lái)源的外泌體仿生納米藥物用于腫瘤治療提供了新思路。
華中科技大學(xué)生命學(xué)院楊祥良教授、甘璐教授及芬蘭赫爾辛基大學(xué)Helder A. Santos教授為本論文的共同通訊作者，華中科技大學(xué)生命學(xué)院博士后雍土瑩、博士生張曉瓊、別娜娜以及芬蘭埃博學(xué)術(shù)大學(xué)張宏博博士為該論文共同第一作者。該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-11718-4
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