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我國科學家成功架起對抗癌細胞的“直擊”通道

如果將細胞比喻為生產生物分子的工廠,那麼外泌體就是攜帶這些分子的運載器,它們能夠直接進入受體細胞內部,釋放所攜帶的物質,進而影響受體細胞。近年來,外泌體被用於探索治療人類疾病的藥物分子遞送載體,在藥物研發領域表現出較大的應用潛力。

前不久,中國科學院深圳先進技術研究院研究員楊慧帶領團隊,研發了一種奈米流控晶片技術,實現了外泌體藥物載體的高通量製備,並透過實驗驗證了新型外泌體藥物載體的抗腫瘤效果。該成果已於9月2日以封面文章形式發表在國際學術期刊《Small》。

據楊慧介紹,外泌體的直徑大約為30-200奈米,作為一種天然的細胞間物質載體,可以分泌到細胞外空間或體液,透過生物分子的轉移和傳遞,來實現細胞間的通訊。

楊慧說,將外源物質裝載到外泌體中,有一些傳統方法,比如電穿孔法,但這種方法存在著裝載效率過低、極易破壞外泌體完整性和功能性的缺點,這讓外泌體在生物醫藥應用上面臨重大挑戰。

楊慧團隊就此提出一種名為“外泌體奈米穿孔器”的高通量晶片,可將多種外源物質裝載到外泌體中,並獲得大量裝有藥物的無損傷外泌體樣品。

此成果論文第一作者、中國科學院深圳先進技術研究院博士研究生郝銳說,“外泌體奈米穿孔器”藉助奈米流體晶片技術,可以實現外泌體藥物載體制備條件的高度可控。

據他介紹,研究團隊製造了結構精密的奈米級通道,實現了3萬個模組的並行工作,可極大提高工作效率。藉助奈米通道,研究團隊對外泌體進行機械擠壓和流體剪下,在外泌體膜表面,產生短暫存在但不破壞生物膜結構的奈米孔,促進外源物質分子從周圍溶液進入外泌體,從而實現了外泌體藥物載體的無損傷製備。

研究團隊為進一步驗證“外泌體奈米穿孔器”的有效性,選取阿黴素作為驗證物件。阿黴素作為一類抗生素類藥物,常作為腦膠質瘤、惡性淋巴瘤、乳腺癌以及肺癌等各類癌症的治療藥物。

最終,研究團隊證實了“外泌體奈米穿孔器”可以將其高效裝載到外泌體中,載藥外泌體可以將阿黴素,運輸到肺癌細胞和腫瘤球中,並誘導癌細胞死亡和抑制腫瘤球生長。

“研究結果表明,我們開發的奈米流控晶片,確保了含藥外泌體的活性,同時架起了對抗癌細胞、腫瘤細胞等的‘直擊通道’,在不產生免疫反應的情況下釋放內含藥物,這是外泌體藥物臨床應用的重要前提。”楊慧說。

目前,研究團隊正在努力將這一奈米流控系統進行標準化生產。楊慧介紹,未來,基於奈米流控晶片技術,實現外泌體載藥的新策略,有望發展成為一個平臺型工具,將具有生物學意義和臨床治療作用的不同外源物質裝載到外泌體中,在生物學研究和無細胞治療方法開發上得到更多應用。

分類: 科學
時間: 2021-09-13

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