天津医科&天津大学:利用血液外泌体作为载体高效靶向肿瘤共递送化药和核酸药物 2024-06-23 14:38:38 近日,来自天津医科大学的康春生教授、天津大学侯信教授和赵瑾副教授合作在Theranostics杂志上发表文章,报道了工程化的血液外泌体作为肿瘤靶向和有效联合治疗可行的共递送纳米系统的潜力。这种工程策略不仅保留了外泌体固有特征,而且还易于将肿瘤靶向、有效转染和基因/化学联合疗法的多种特性整合到血液外泌体中。外泌体的脂质双层结构使它们可以同时负载Dox和miR-21i。此外,得益于磁性分子和L17E肽的整合,工程化的外泌体显示出增强的肿瘤聚集和改善的内体逃逸能力,从而特异且有效地将封装的货物递送至肿瘤细胞。在荷瘤小鼠中观察到显著的肿瘤生长抑制作用,并且没有明显的副作用。 在过去的几年中,已广泛证明将化学疗法和基因疗法整合在单个纳米平台中的纳米药物是癌症治疗的重要范例。设计这种纳米药物的关键是将具有不同功能的所需组件集成到一个纳米系统中。广泛使用的整合策略是基于各种材料合成方法,将纳米颗粒设计为可共同装载两种治疗剂的核-壳结构,并引入多个功能分子,例如聚乙二醇(PEG),靶向配体和阳离子电荷,以最大化其递送效率。此外,一些刺激响应的或多阶段纳米系统试图整合各种材料的功能,使所有组分协同工作,从而使它们成为具有高度综合治疗功效的纳米药物。尽管这些都是不错的设计,但必须付出更多的努力来探索一种高性能且可临床使用的纳米平台,该平台能够共同输送药物和核酸,并具有优化的或附加的特性。天然的细胞间递送载体,例如外泌体,可以一次转移数种货物,理论上为开发新的整合策略提供了理想的纳米平台。外泌体,天然的“特洛伊木马”,正在被转化为下一代的治疗用纳米药物。基于外泌体疗法的临床试验已产生诱人的结果,并且正在迅速增加。外泌体是由各种细胞类型释放并存在于几乎所有体液中的纳米级囊泡,具有整合多种成分和生理功能的特性。外泌体由脂质双层包裹的纳米级细胞外囊泡组成,包含编码和非编码RNA,并提供了引入疏水性药物的负载位点。此外,外泌体克服复杂的体内递送障碍(包括单核细胞清除、细胞粘附和内吞作用)的能力归因于特定蛋白质(例如CD47、CD63和CD9)在其膜上的多价整合,其多样性和复杂性难以在合成纳米系统中复制。鉴于这种固有的整合以及比其他任何纳米载体都更具吸引力的稳定性和长循环周期特性,可以合理地设想将外泌体作为基因/化学联合疗法的新型纳米平台应用。很少有关于将外泌体用作共同给药载体的报道,这仅基于它们固有的纳米级和血液循环特性。但是,上述外泌体的基本整合性质在当前策略中尚未得到足够的重视、发展和扩展。迄今为止,尚未开发出能够整合多种功能成分用于肿瘤靶向和有效的基因/化学联合疗法的工程化外泌体。与体外来源相比,主要由网织红细胞(RTC)分泌的血液外泌体是安全且充足的外泌体的潜在来源,因为它们整合了包括转铁蛋白(Tf)受体在内的各种膜蛋白,但没有任何免疫和癌症刺激活性。因此,有必要开发一种新颖且实用的策略来工程化血液外泌体以进行联合治疗,不仅实现化学治疗剂(主要是疏水性药物)和核酸的共同负载,更重要的是将功能性部分引入优化肿瘤靶向和内体逃逸。该研究探索了将血液外泌体工程设计为共同递送纳米系统的新概念,该概念整合了三个非凡功能:灵活高效地共同装载药物和核酸、靶向肿瘤和内体逃逸。具体而言,如方案1所示,充分利用了外泌体膜的结构和生化组成,这种整合是通过三部分膜修饰策略实现的:i)将配体偶联的超顺磁性纳米颗粒与外泌体的特定膜蛋白结合实现外泌体的分离、纯化和肿瘤靶向性;ii)将疏水性药物和疏水性修饰的RNA掺入到外泌体膜的疏水性区域中以进行共同装载;iii)将阳离子内溶酶肽吸收到外泌体的带负电荷的膜表面上,以促进包裹的货物的胞质释放。基于这种策略,首先根据作者先前报道的方法构建了基于血液外泌体的超顺磁性纳米粒子簇,从而将靶向肿瘤的功能引入外泌体。然后,将化疗药物阿霉素(Dox)和胆固醇修饰的单链miRNA-21抑制剂(chol-miR21i)组装到外泌体上,以实现两种抗癌方式整合到一个纳米平台中。此外,阳离子脂质敏感的内吞体溶解肽L17E肽被引入到这种基于外泌体的共递送系统中,作为促进货物(尤其是RNA)胞质释放的成分。该研究证明了这种基于血液外泌体的纳米系统能够整合设计的三个功能,从而将Dox和chol-miR21i共装载到一个外泌体中,并将它们共递送到肿瘤细胞中,并具有优异的肿瘤聚集性,从而改善了细胞质的释放。这些有效释放的药物和RNA同时干扰核DNA活性并下调癌基因的表达,从而显著抑制肿瘤的生长并减轻副作用。方案1参考文献:QiZhan, Kaikai Yi, Hongzhao Qi, Sidi Li, Xueping Li, Qixue Wang, Yunfei Wang,Chaoyong Liu, Mingzhe Qiu, Xubo Yuan, Jin Zhao, Xin Hou, Chunsheng Kang. Engineering blood exosomes for tumor-targeting efficient gene/chemo combination therapy Theranostics 2020; 10(17):7889-7905.doi:10.7150/thno.45028【科研成长加油站】 m6A(RNA甲基化修饰)课题思路介绍及热点方向分析Meta分析的核心技术与应用五天学会Nature级的图表及插图制作方法(网络精讲班)单细胞测序数据挖掘与课题设计、基金申请实战会议(7.25-26 网络精讲班)用R语言做统计初高级速成班(7.25-26 网络精讲班)Meta分析和网状Meta分析线上学习班线(8月8-9日 线上班) 商务合作、投稿请联系外泌体君(微信号:exosomer) 赞 (0) 相关推荐 国家纳米中心基因沉默研究获进展 近日,中国科学院国家纳米科学中心研究员丁宝全课题组在基于核酸自组装的基因沉默系统用于肿瘤治疗研究中取得进展,相关研究成果以Branched Antisense and siRNA Co-assembl ... Nature综述:寡核苷酸疗法,未来可期 寡核苷酸通常是由20个以内短链核苷酸(脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸)组成,可以通过Watson-Crick碱基互补配对原理与DNA.mRNA或者pre-mRNA配对而实现非常高的选择性,精准地抑制某些基 ... 日本开发治癌新技术,携药微胶囊直达脑肿瘤,有效延长生存期! 目前,以小干扰 RNA(siRNA)为代表的核酸药物有望作为由基因突变引起的难治性癌症的新治疗药物,例如癌症和阿尔茨海默症,但是引起基因沉默现象的小干扰 RNA(siRNA)需要经过适当的化学修饰才能 ... 复旦大学杨武利教授课题组在铁死亡增强的肿瘤免疫治疗中取得重要进展 肿瘤免疫治疗是近年来出现的一种高效肿瘤治疗方法.免疫检查点阻断是一种利用抗体阻断负性免疫调节通路的方法,在临床上已成功用于多种晚期癌症.然而,由于肿瘤微环境的复杂性和宿主免疫系统激活不足,免疫检查点阻 ... 癌症疫苗新突破:我国学者通过细菌质膜提高癌症疫苗效果 癌症,一直是人类疾病史上最大的梦魇之一,因其复杂性和难治愈性也被称为"万病之王".即使是在医疗技术高度发达的今天,一提到癌症,大家也总是自然而然地把它和死亡联系到一起,尤其是晚期癌 ... 深耕RNAi导入技术,圣诺生物开启核酸新药创制之门【BioBAY园区案例】 1992年,当时还在乔治城大学进行博士后研究的陆阳,参加了一场将改变他人生历程的讲座.诺大的会场里座无虚席,听众爆满.被誉为"基因治疗之父"的安德森教授在台上讲述着基因治疗的最新突 ... Science子刊:重磅!CRISPR-Cas9基因编辑可以永久摧毁癌细胞,不再复制 近年来,分子靶向抑制剂和免疫疗法极大地改善了癌症反应,同时降低了毒性和不良反应.然而,大多数类型的癌症的高复发率和耐药性的发展凸显了对新治疗方法的需求.大多数抗癌药物需要重复给药,这增加了治疗相关的毒 ... 人血液外泌体数据库 外泌体(Exosomes)是细胞分泌到胞外的一种纳米级内吞囊泡(40-160nm),含有丰富的内含物(包括核酸.蛋白和脂质等),可以调节受体细胞的行为,并可用作疾病的循环生物标记物. 今天小编给大家介 ... exoRBase:人类血液外泌体RNA数据库 导语 exoRBase是从人类血液外泌体的RNA-seq数据分析得出的环状RNA(circRNA),长非编码RNA(lncRNA)和信使RNA(mRNA)的存储库.exoRBase基于归一化的RNA- ... 首都医科大学:血液外泌体中的突触蛋白可在无症状阶段预测阿尔茨海默病的发生 外泌体是阿尔茨海默氏病(AD)生物标志物的新标志物.来自首都医科大学宣武医院神经疾病高创中心贾建平教授课题组的研究人员在一项临床研究中提示了外泌体突触蛋白具有在无症状阶段预测AD的能力,外泌体GAP4 ... 天津医科大学总医院:小胶质细胞外泌体miRNA减轻脑创伤后的神经变性并改善认知功能 反复轻度脑创伤被认为是神经退行性疾病的重要危险因素,主要表现为β-淀粉样蛋白异常和认知功能受损.小胶质细胞外泌体参与了阿尔茨海默病中β-淀粉样蛋白的转运.近日,来自天津医科大学总医院的张建宁.雷平.江 ... 天津医科大学总医院:神经元外泌体携带miR-21-5p促进小胶质细胞的M1极化 神经炎症是颅脑外伤后急性神经功能缺损和慢性外伤性脑病的特征性病理变化.小胶质细胞是参与神经炎症和神经元损伤的关键细胞,小胶质细胞极化的类型决定了神经炎症的方向.来自天津医科大学总医院雷平课题组的研究人 ... ACS Nano:乳腺癌细胞如何利用外泌体实现向大脑的肿瘤转移? 图:细胞外囊泡,也被称为外泌体,可通过转胞吞作用穿越血脑屏障(ACS Nano 2019; doi.org/10.1021/acsnano.9b04397) 转移性乳腺癌通常会以骨骼.肺部和大脑作 ... 血液外泌体装载多巴胺直达大脑用于帕金森病的治疗 帕金森氏病(PD)是最常见的运动和神经退行性疾病之一,因为血脑屏障阻碍了药物的进入使得PD的治疗一直存在挑战.在这项发表于Journal of Controlled Release杂志(IF:7.87 ... ACS Nano:ACE芯片捕获血液外泌体并进行蛋白质标志物分析,能够快速检测胰腺癌 预计到2020年,胰腺导管腺癌(PDAC)将成为美国癌症死亡的第二大原因.PDAC常见的症状如体重减轻和上腹部疼痛都是非特异性的,容易造成患者的误诊. PDAC的诊断目前依赖于昂贵的成像方法,如增强计 ... 【Nature Methods】瑞士洛桑联邦理工学院研究人员开发出一种利用外泌体加强免疫系统识别和攻击肿瘤的有效方法 【Nature Methods】瑞士洛桑联邦理工学院研究人员开发出一种利用外泌体加强免疫系统识别和攻击肿瘤的有效方法