外泌體是細(xì)胞分泌和吸收的內(nèi)源性納米顆粒，已被用作癌癥治療的診斷和治療平臺。將基于外泌體的遞送與多種治療方式相結(jié)合，可以帶來更好的臨床結(jié)果并減少副作用。近日，來自華中科技大學(xué)劉筆鋒課題組研究人員將外泌體的靶向性、生物相容性與化學(xué)/基因/光熱療法相結(jié)合，設(shè)計(jì)了裝載有阿霉素并涂有磁性納米顆粒的外泌體，該納米顆粒與能夠靶向miR-21的分子信標(biāo)結(jié)合，用于響應(yīng)分子成像，并通過外部磁場引導(dǎo)外泌體富集到腫瘤部位，釋放阿霉素并進(jìn)行光熱治療。這種外泌體介導(dǎo)的多模式療法將成為下一代精準(zhǔn)癌癥納米藥物的有前途的平臺。該研究發(fā)表于Biomaterials雜志上。
癌癥是最致命的人類疾病之一，在全世界奪走了數(shù)百萬人的生命。癌癥的治療方法，如化學(xué)療法、免疫療法、放射療法、基因療法和熱療法在患者的臨床結(jié)果方面取得了巨大進(jìn)步。近年來，兩種或多種癌癥治療方式間的不同療法的組合已表現(xiàn)出癌細(xì)胞的治療效力的提高，同時(shí)減少了副作用。這些組合療法的推進(jìn)需要依賴于將不同的治療方式集成到一個(gè)單一的可調(diào)節(jié)納米遞送系統(tǒng)中。在這個(gè)領(lǐng)域里，外泌體，由各種細(xì)胞分泌并被受體細(xì)胞吸收的內(nèi)源性納米顆粒（50-150 nm），由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和組成，已被用作癌癥診斷和治療的多功能治療天然載體，并具有低細(xì)胞毒性、克服生物障礙和逃避免疫監(jiān)視的特性。特別是外泌體由于與人體其他細(xì)胞成分相似，具有穩(wěn)定的脂雙層膜結(jié)構(gòu)，在血液中循環(huán)穩(wěn)定，因此可以穩(wěn)定包封的核酸或蛋白質(zhì)，提高疏水性藥物的溶解度。
在這項(xiàng)研究里，研究人員提出了一種通過整合生物外泌體和合成成分來實(shí)現(xiàn)化學(xué)/基因/光熱癌癥治療的組合治療平臺。該系統(tǒng)由生物素標(biāo)記的供體細(xì)胞通過細(xì)胞代謝途徑分泌的生物素功能化外泌體組成。通過電穿孔將阿霉素（DOX）封裝到分離的外泌體中，然后用聚多巴胺（PDA）包被的磁性 Fe3O4 納米粒子（Fe3O4@PDA）進(jìn)而功能化外泌體表面。Fe3O4@PDA 表面在堿性條件下通過自聚合用親和素和分子信標(biāo)（MB）進(jìn)行改性。Fe3O4@PDA 會使得外泌體在磁場下靶向聚集在腫瘤部位。同時(shí)，涂覆在 Fe3O4 上的 PDA 可以強(qiáng)烈淬滅 MB 的熒光。進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后，釋放的分子信標(biāo)可以針對 miR-21 進(jìn)行成像和基因沉默。由于對細(xì)胞內(nèi) microRNA-21(miR-21) 的特異性識別，這是一種眾所周知的腫瘤診斷和預(yù)后標(biāo)志物，然后MB 的熒光被打開，同時(shí) miR-21 響應(yīng)熒光成像，并通過形成雙鏈體結(jié)構(gòu)抑制 miR-21 功能，進(jìn)行抗腫瘤治療。近紅外輻射 (NIR) 的應(yīng)用會引起局部高熱并觸發(fā)外泌體內(nèi)裝載的貨物的釋放，同時(shí)釋放的阿霉素用于殺死癌細(xì)胞。在近紅外下用 Exo-DOX-Fe3O4@PDA-MB 處理后，約 91.04% 的癌細(xì)胞被殺死。動物模型也證明了基于外泌體的癌癥治療方法的能力，其中使用磁場引導(dǎo)的腫瘤靶向化學(xué)/基因/光熱方法使腫瘤大小顯著減小了97.57%。這是由于聚合在磁珠表面的PDA可以將近紅外光轉(zhuǎn)化為熱能，從而殺死靶標(biāo)癌細(xì)胞，造成外泌體不穩(wěn)定性，從而促進(jìn)封裝化學(xué)藥物DOX的觸發(fā)釋放。因此，這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)具有多種功能的外泌體以實(shí)現(xiàn)精確的癌癥診斷鋪平了道路。參考文獻(xiàn)：Designer exosomes enabling tumor targeted efficient chemo/gene/photothermal therapy. Biomaterials. 2021 Jul 31;276:121056.
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