南方医科大学樊俊兵教授团队 Adv. Mater.: 水果细胞外囊泡结构化液滴药物提升胶质瘤化疗疗效

2023-10-09 来源：高分子科技

脑胶质瘤是颅内恶性程度极高的原发性肿瘤，临床死亡率高，预后差，其主要原因是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。因此，发展新型的药物递送系统，实现药物高效穿越血脑屏障及深层次渗透肿瘤组织，提高胶质瘤治疗疗效，是当前脑胶质瘤治疗亟待解决的问题之一。

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，它们还能够通过自适应智能形变，进一步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，近日，南方医科大学基础医学院肿瘤研究所樊俊兵教授和王莺研究员团队在前期研究基础上，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，以天然角鲨烯作为化疗药物阿霉素的分散相，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，内核为封装有阿霉素的液体角鲨烯，构建了基于水果细胞外囊泡的工程化结构液滴药物。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，它们通过智能形变进一步增加了与细胞界面的识别接触面积，提升了其内吞和膜融合效率，进而显著增强了药物跨越血脑屏障的能力，实现对胶质瘤高效化疗（图1，图2A-2C）。

图1. 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

激光共聚焦结果表明，水果细胞外囊泡工程化结构液滴药物与细胞相互作用时，具有明显的自适应形变能力，进一步增加了与靶细胞的相互作用（图2D）。基于水果细胞外囊泡的工程化结构液滴药物展现出比单一细胞外囊泡更加优良的内吞能力、膜融合和转胞吞作用。其中，粒径为0.5 μm的结构化液滴药物的胞内摄取能力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，膜融合能力是普通细胞外囊泡的5倍（图2A, 2C, 2E）。C57小鼠原位移植胶质瘤治疗结果表明，基于水果细胞外囊泡工程化结构液滴药物能够显著抑制胶质瘤细胞增殖及肿瘤血管生成，大大延长了动物的生存期（图3）。

图2. 水果细胞外囊泡工程化结构液滴药物在胶质瘤细胞GL261细胞的内吞、膜融合和转胞吞作用。

图3. 水果细胞外囊泡工程化结构液滴药物对C57小鼠原位移植胶质瘤的治疗

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。

该工作以“Fruit-Derived Extracellular Vesicles Engineered Structural Droplet Drugs for Enhanced Glioblastoma Chemotherapy”为题，发表在《Advanced Materials》上，南方医科大学基础医学院肿瘤研究所樊俊兵教授和王莺研究员为共同通讯，基础医学院博士生陈建萍为第一作者。工作得到了国家自然科学基金和广东省自然科学基金的支持。

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.

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

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（责任编辑：xu）

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