細胞外囊泡又雙叒叕大顯身手!
? ? ? “學科交叉點往往就是科學新的生長點、新的科學前沿,這里最有可能產生重大的科學突破,使科學發生革命性的變化。同時,交叉科學是綜合性、跨學科的產物,因而有利于解決人類面臨的重大復雜科學問題、社會問題和全球性問題。”--中國科學院院刊
? ? ? 細胞外囊泡(EVs)作為遞送載體,已被廣泛應用于生化工程學、生物醫學工程學、納米材料學、分子影像學等交叉學科中。通過交叉學科的火花碰撞,利用前沿新技術,提高疾病治療效果,造福廣大病患。本文與您分享EV遞送納米抗氧化劑等應用案例,拓展您的課題研究思路。
巨噬細胞EV參與
“免疫調控-化學動力-乏氧激活 ”多級聯動
? ? 2022年3月,深圳市第二人民醫院李維平團隊聯合中國科學院大學化學工程學院魏煒團隊共同發表題為“Exploration and functionalization of M1-macrophage extracellular vesicles for effective accumulation in glioblastoma and strong synergistic therapeutic effects”于《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊(IF:18.19)。
? ? 被稱為“終結者”的膠質母細胞瘤(GBM)是顱內神經系統最常見的惡性腫瘤。臨床治療GBM以外科手術為主,輔助放化療,但效果收效甚微。難以穿透的血腦屏障 (BBB) 阻止藥物進入中樞神經系統,使得治療難度雪上加霜。因此,亟需更為有效的藥物遞送策略。?
? ? 研究人員利用M1型巨噬細胞來源細胞外囊泡(M1EVs),使其膜被兩種疏水劑功能化:化學激發源CPPO(C)和光敏劑Ce6(C),并裝載親水缺氧激活原藥AQ4N(A),構成的CCA-M1EVs可穿過BBB,并可趨化富集在GBM部位,通過調控巨噬細胞表型實現GBM微環境免疫調控,增加過氧化氫(H2O2)水平。H2O2和CPPO之間可進行反應,產生的化學能量進一步激活Ce6,產生大量活性氧,實現化學激發的光動力療法(CDT)。由于該反應消耗氧氣,腫瘤缺氧的加劇也導致無毒的 AQ4N 轉化為有毒的 AQ4 用于化療。因此,CCA-M1EVs在GBM中實現了免疫調控-化學動力-乏氧激活的多級聯動協同作用,發揮了強大的治療效果。
? ? ?研究人員利用全自動Digital Western檢測M1巨噬細胞和M1EV中CD9、CD81、ALIX、TSG101、iNOS、F4/80和GAPDH的蛋白水平(如上圖b所示)。
EV遞送納米抗氧化劑
? ? 2021年來自中科院過程所魏煒團隊,聯合上海交大醫學院附屬同仁醫院等多家單位,共同發表題為“In situ growth of nano-antioxidants on cellular vesicles for efficient reactive oxygen species elimination in acute inflammatory diseases”于《Nano Today》期刊(IF:20.72)。
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? ? 臨床上常見的急性炎癥疾病,有急性腸炎和急性肝損傷等等。病情嚴重的患者,會出現臟器功能紊亂甚至器官衰竭。急性炎癥過程中,會產生大量的活性氧自由基(ROS)。ROS會引起細胞膜脂質過氧化,導致細胞膜通透性改變和進一步DNA損傷,進而引起器官功能障礙。ROS大量產生是體內炎癥發生發展過程中的一個重要環節,因此需要高效手段,將藥物富集在炎癥部位,然后消滅ROS。
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? ? 納米抗氧化劑,例如氧化鈰、氧化鉬和氧化錳,可借助其催化活性清除ROS,以此減少ROS引發的組織損傷,并控制疾病進展。然而,這些納米抗氧化劑在炎癥組織中的蓄積量較低。研究人員利用紅細胞囊泡遞送納米抗氧化劑,效果顯著。該項研究的另一亮點是研究人員將具有組織修復功能的干細胞外泌體融合(ReMeV),并在此基礎上原位生長氧化鈰(shi)納米晶體(Ce-ReMeV),用于重癥急性腸炎和急性肝損傷的治療,在有效清除ROS同時,還能修復受損組織和器官,在小鼠模型上取得了滿意的效果。
? ? 研究人員利用全自動Digital Western檢測外泌體 Marker(CD9)、外泌體和紅細胞Marker(TSG101、HSP70)以及MSC生長因子(HGF)(如上圖c所示)。每個樣品僅需3μL。
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圖片取材于網絡
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