樊俊兵/王莺团队在水果细胞外囊泡工程化结构液滴药物用于提升胶质瘤化疗疗效方面取得新进展

发布时间:2023-10-09 浏览次数:

近日,基础医学院肿瘤研究所樊俊兵和王莺团队在Advanced Materials(一区,影响因子29.4)在线发表了题为“Fruit-Derived Extracellular Vesicles Engineered Structural Droplet Drugs for Enhanced Glioblastoma Chemotherapy”的研究论文。基础医学院博士生陈建萍为本文第一作者,樊俊兵教授和王莺研究员为共同通讯作者。

脑胶质瘤是颅内恶性程度极高的原发性肿瘤,由于血脑屏障的存在导致大多数药物难以有效进入脑部发挥治疗作用,这也是导致目前临床恶性胶质瘤患者死亡率高,预后差的主要原因之一,因此亟待开发能够高效跨越血脑屏障的药物输送系统用于胶质瘤治疗。

面对临床问题,向自然学习,向生命系统学习,寻找可能的解决方案!生命系统中细胞及其衍生物具有优异的自适应形变能力,除了分子水平的相互作用外,他们还能够通过形变提升跨越生理屏障的能力并进行物质和能量交换。受此启发,团队利用细胞外囊泡天然的特性——如细胞膜一样是具有磷脂双分子层的两亲性物质,以天然角鲨烯为油相并将化疗药物阿霉素封装在内部,通过细胞外囊泡在角鲨烯和水界面自组装,得到壳层为组装的细胞外囊泡,内核为液体角鲨烯和化疗药物的液滴药物。该体系中天然的水果细胞外囊泡本身具有优良的跨细胞能力,其组装在液体内核表面,赋予液滴药物优异的稳定性和自适应形变能力,当与细胞界面相互作用时,他们通过形变进一步增加了与细胞界面的识别接触面积,从而提升其内吞和膜融合效率。结果表明,基于细胞外囊泡的结构化液滴药物的胞内摄取是普通细胞外囊泡的2.5倍,跨细胞转运能力是普通细胞外囊泡的2.2倍,膜融合能力是其5倍,显著提升了药物穿越血脑屏障并高效蓄积在脑部肿瘤组织的能力,大大延长了胶质瘤小鼠的生存时间。该工作突破了传统脑部药物递送体系的局限,利用生命系统中自适应形变这一客观存在的自然现象,结合分子水平的特异性识别,显著提升了药物穿越生理屏障和深层次渗透肿瘤组织的能力。此外,还解决了传统细胞外囊泡药物负载难、负载效率低的问题,有望为临床实体肿瘤的治疗提供新思路。


附图 水果细胞外囊泡工程化结构液滴药物与细胞界面相互作用示意图


全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202304187