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南方醫科大學樊俊兵教授團隊 Adv. Mater.: 水果細胞外囊泡結構化液滴藥物提升膠質瘤化療療效

2023-10-09 來源：高分子科技

腦膠質瘤是顱內惡性程度極高的原發性腫瘤，臨床死亡率高，預后差，其主要原因是由于血腦屏障的存在導致大多數藥物難以有效進入腦部發揮治療作用。因此，發展新型的藥物遞送系統，實現藥物高效穿越血腦屏障及深層次滲透腫瘤組織，提高膠質瘤治療療效，是當前腦膠質瘤治療亟待解決的問題之一。

生命系統中細胞及其衍生物具有優異的自適應形變能力，除了分子水平的相互作用外，它們還能夠通過自適應智能形變，進一步提升跨越生理屏障的能力并進行物質和能量交換。受此啟發，近日，南方醫科大學基礎醫學院腫瘤研究所樊俊兵教授和王鶯研究員團隊在前期研究基礎上，利用細胞外囊泡天然的特性 - 如細胞膜一樣是具有磷脂雙分子層的兩親性物質，以天然角鯊烯作為化療藥物阿霉素的分散相，通過細胞外囊泡在角鯊烯和水界面自組裝，得到殼層為組裝的細胞外囊泡，內核為封裝有阿霉素的液體角鯊烯，構建了基于水果細胞外囊泡的工程化結構液滴藥物。該體系中天然的水果細胞外囊泡本身具有優良的跨細胞能力，其組裝在液體內核表面，賦予液滴藥物優異的穩定性和自適應形變能力，當與細胞界面相互作用時，它們通過智能形變進一步增加了與細胞界面的識別接觸面積，提升了其內吞和膜融合效率，進而顯著增強了藥物跨越血腦屏障的能力，實現對膠質瘤高效化療（圖1，圖2A-2C）。

圖1. 水果細胞外囊泡工程化結構液滴藥物與細胞界面相互作用示意圖

激光共聚焦結果表明，水果細胞外囊泡工程化結構液滴藥物與細胞相互作用時，具有明顯的自適應形變能力，進一步增加了與靶細胞的相互作用（圖2D）。基于水果細胞外囊泡的工程化結構液滴藥物展現出比單一細胞外囊泡更加優良的內吞能力、膜融合和轉胞吞作用。其中，粒徑為0.5 μm的結構化液滴藥物的胞內攝取能力是普通細胞外囊泡的2.5倍，跨細胞轉運能力是普通細胞外囊泡的2.2倍，膜融合能力是普通細胞外囊泡的5倍（圖2A, 2C, 2E）。C57小鼠原位移植膠質瘤治療結果表明，基于水果細胞外囊泡工程化結構液滴藥物能夠顯著抑制膠質瘤細胞增殖及腫瘤血管生成，大大延長了動物的生存期（圖3）。

圖2. 水果細胞外囊泡工程化結構液滴藥物在膠質瘤細胞GL261細胞的內吞、膜融合和轉胞吞作用。

圖3. 水果細胞外囊泡工程化結構液滴藥物對C57小鼠原位移植膠質瘤的治療

該工作突破了傳統腦部藥物遞送體系的局限，利用生命系統中自適應形變這一客觀存在的自然現象，結合分子水平的特異性識別，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，還解決了傳統細胞外囊泡藥物負載難、負載效率低的問題，有望為臨床實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，發表在《Advanced Materials》上，南方醫科大學基礎醫學院腫瘤研究所樊俊兵教授和王鶯研究員為共同通訊，基礎醫學院博士生陳建萍為第一作者。工作得到了國家自然科學基金和廣東省自然科學基金的支持。

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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（責任編輯：xu）

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