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科研進展 | 載藥囊泡學術文章再獲《Nature》子刊發表
企業動態展示 2019-05-21 07:59:02 3225

2019年5月20日,中國醫學科學院基礎醫學研究所&華中科技大學同濟醫學院黃波教授、華中科技大學生命科學與技術學院、國家納米藥物工程技術研究中心楊祥良教授、甘璐教授團隊合作在Nature Biomedical Engineering雜志在線發表研究論文The softness of tumour-cell-derived microparticles regulates their drug-delivery efficiency,制備了TRCs來源的囊泡(3D-MPs),利用該囊泡負載藥物時具有更強的抗腫瘤效果。
 

Nature Biomedical Engineering 《自然-生物醫學工程》)是《自然》雜志2017年新增的子刊,該刊橫跨生命科學、自然科學和工程學,涵蓋材料、治療方法和器材等領域,旨在理解、診斷或改善各種臨床和衛生背景下的人類健康問題。



 

黃波,載藥(yao)囊泡緩解癌癥技(ji)(ji)巧偉大(da)的發明人(ren)。在我國(guo)醫(yi)療科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)課性(xing)院(yuan)基本條(tiao)件醫(yi)療研發所&深圳協和醫(yi)療院(yuan)“協和社會(hui)學(xue)(xue)(xue)(xue)家”聘(pin)請(qing)先生(sheng)(sheng),碩士生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)老師(shi),另外(wai)系華南高(gao)新科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)術(shu)(shu)院(yuan)校同濟(ji)醫(yi)療院(yuan)怪物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)與團伙怪物(wu)(wu)學(xue)(xue)(xue)(xue)系先生(sheng)(sheng)、博(bo)導(dao)。歐洲國(guo)杰出人(ren)物(wu)(wu)青年人(ren)人(ren)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)課性(xing)基金、期貨、現(xian)貨、微盤獲得(de)了者,長江社會(hui)學(xue)(xue)(xue)(xue)家聘(pin)請(qing)先生(sheng)(sheng),高(gao)新科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)術(shu)(shu)部撥尖人(ren)人(ren)高(gao)新科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)術(shu)(shu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)創新領軍隊干部物(wu)(wu)人(ren)材,歐洲國(guo)百千萬(wan)(wan)別人(ren)材建(jian)筑工程(cheng)選入者,數(shu)萬(wan)(wan)人(ren)準(zhun)備(bei)選入者。看作通(tong)迅筆者在全球高(gao)知名度學(xue)(xue)(xue)(xue)術(shu)(shu)性(xing)刊物(wu)(wu)公布(bu)60余篇綜(zong)述,30幾篇綜(zong)述影響到細胞因子> 5.0,總調(diao)用(yong)時間(jian)達3500余次。


癌癥化療中,藥(yao)物(wu)在腫瘤細(xi)胞(bao)中濃度過低,系統性毒理反應是(shi)當前臨(lin)床癌癥化療面臨(lin)的(de)主要困(kun)境【1,2】。


納米藥物由于具有滲透與滯留增強效應(EPR)、智能響應性、可靶向修飾、不同作用機制藥物共輸運等優勢,在腫瘤精準治療和診療一體化方面受到極大關注。盡管基于納米技術的藥物遞送系統可以提高藥物對腫瘤細胞的滲透能力,但是依舊存在藥物無法充分在腫瘤細胞的位置富集,無法充分滲透到腫瘤軟組織中等一系列棘手的問題。


除此之外,與實體瘤腫瘤血管相隔甚遠的缺氧隔層中存在著高致瘤性的腫瘤再生細胞(tumor-repopulating cells, TRCs)。 而傳統的納米藥物遞送系統很難將藥物靶向到這些腫瘤再生細胞中【3,4】,如何進一步提高抗腫瘤納米藥物的靶向輸送效率和臨床治療效果仍面臨諸多挑戰。

 

囊泡(又稱微顆粒,Microparticles, MPs)是細胞受到刺激或者凋亡時釋放的一種100-1000 nm的囊泡結構,由于生物相容性高、免疫原性低、靶向性等特點可用做藥物的載體。有研究表明,將腫瘤細胞來源的囊泡用于化療藥物的遞送會有更好的癌癥治療效果,同時幾乎沒有副作用和不良反應【5,6】。

 

黃波教授課題組早在2009年在國際上率先對腫瘤細胞來源囊泡負載抗腫瘤藥物展開研究,證實其具有良好的抗腫瘤效果,并已應用于臨床。
 

本探討粉碎利用黃波教援與汪寧教援問題組趨勢的軟3D合成纖維球蛋白膠需求、培養出癌腫粉碎細胞膜(tumor-repopulating cells, TRCs)技巧,準備了TRCs由來的囊泡(3D-MPs)。

 

與普通腫瘤細胞來源囊泡(2D-MPs)相比,3D-MPs負載不同抗腫瘤藥物及在多種腫瘤模型上均證實其抗腫瘤作用顯著增強。進一步發現載藥3D-MPs在腫瘤部位高度富集,且通過多種腫瘤模型(體外3D球模型、皮下瘤模型、腫瘤皮窗模型及斑馬魚腫瘤模型)證實3D-MPs具有更強的穿透腫瘤血管進入腫瘤深部的能力,且更容易被TRCs攝取。
 

利用原子力顯微鏡測定MPs的楊氏模量發現,與2D-MPs相比,3D-MPs更加柔軟,更易變形。MPs蛋白質組學研究發現骨架蛋白cytospin-A等參與了MPs的軟硬度調節。通過小分子化學藥物或cytospin-A siRNA調節MPs的軟硬度證實軟硬度直接影響載藥MPs的體內過程及抗腫瘤作用。
 

該研究揭示了納米藥物的力學特性對其PK(Pharmacokinetics,藥物代謝動力學)、PD(Pharmacodynamics,藥物效力動力學)行為的深刻影響,為發展抗腫瘤藥物的高效遞送系統提供了新的思路。
 

此次,華東科技有限公司高校自己生物數學的課與高系統理工大學博后生梁清樂、別娜娜及博后后雍土瑩為該畢業論文的一致首先小說家。手動系統自動控制與系統自動控制理工大學石曉龍客座客座傳授、自己生物數學的課與高系統理工大學賈海波客座客座傳授等操作了此項探究。自己生物數學的課與高系統理工大學汪寧客座客座傳授和西安光電科技歐洲國家探究機構張智紅客座客座傳授等提供了有益無害的小組討論和關心。
 
參考文獻:
1.Guillemard, V. & Saragovi, H. U. Novel approaches for targeted cancer therapy. Curr. Cancer Drug Targets 4, 313–326 (2004).
2.Wang, M. & Thanou, M. Targeting nanoparticles to cancer. Pharmacol. Res. 62, 90–99 (2010).
3.Zuo, Z. Q. et al. Promoting tumor penetration of nanoparticles for cancer stem cell therapy by TGF-β signaling pathway inhibition. Biomaterials 82, 48–59 (2016).
4. Axelson, H., Fredlund, E., Ovenberger, M., Landberg, G. & Pahlman, S. Hypoxia induced dedifferentiation of tumor cells—a mechanism behind heterogeneity and aggressiveness of solid tumors. Semin. Cell Dev. Biol. 16, 554–563 (2005).
5.Tang, K. et al. Delivery of chemotherapeutic drugs in tumour cell-derived microparticles. Nat. Commun. 3, 1282 (2012).
6.Ma, J. et al. Reversing drug resistance of soft tumor-repopulating cells by tumor cell-derived chemotherapeutic microparticles. Cell Res. 26, 713–727 (2016).