我国科学家成功架起对抗癌细胞的“直击”通道

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  我国科学家成功架起对抗癌细胞的“直击”通道

如果将细胞比喻为生产生物分子的工厂,那么外泌体就是携带这些分子的运载器,它们能够直接进入受体细胞内部,释放所携带的物质,进而影响受体细胞。近年来,外泌体被用于探索治疗人类疾病的药物分子递送载体,在药物研发领域表现出较大的应用潜力。

前不久,中国科学院深圳先进技术研究院研究员杨慧带领团队,研发了一种纳米流控芯片技术,实现了外泌体药物载体的高通量制备,并通过实验验证了新型外泌体药物载体的抗肿瘤效果。该成果已于9月2日以封面文章形式发表在国际学术期刊《Small》。

据杨慧介绍,外泌体的直径大约为30-200纳米,作为一种天然的细胞间物质载体,可以分泌到细胞外空间或体液,通过生物分子的转移和传递,来实现细胞间的通讯。

杨慧说,将外源物质装载到外泌体中,有一些传统方法,比如电穿孔法,但这种方法存在着装载效率过低、极易破坏外泌体完整性和功能性的缺点,这让外泌体在生物医药应用上面临重大挑战。

杨慧团队就此提出一种名为“外泌体纳米穿孔器”的高通量芯片,可将多种外源物质装载到外泌体中,并获得大量装有药物的无损伤外泌体样品。

此成果论文第一作者、中国科学院深圳先进技术研究院博士研究生郝锐说,“外泌体纳米穿孔器”借助纳米流体芯片技术,可以实现外泌体药物载体制备条件的高度可控。

据他介绍,研究团队制造了结构精密的纳米级通道,实现了3万个模块的并行工作,可极大提高工作效率。借助纳米通道,研究团队对外泌体进行机械挤压和流体剪切,在外泌体膜表面,产生短暂存在但不破坏生物膜结构的纳米孔,促进外源物质分子从周围溶液进入外泌体,从而实现了外泌体药物载体的无损伤制备。

研究团队为进一步验证“外泌体纳米穿孔器”的有效性,选取阿霉素作为验证对象。阿霉素作为一类抗生素类药物,常作为脑胶质瘤、恶性淋巴瘤、乳腺癌以及肺癌等各类癌症的治疗药物。

最终,研究团队证实了“外泌体纳米穿孔器”可以将其高效装载到外泌体中,载药外泌体可以将阿霉素,运输到肺癌细胞和肿瘤球中,并诱导癌细胞死亡和抑制肿瘤球生长。

“研究结果表明,我们开发的纳米流控芯片,确保了含药外泌体的活性,同时架起了对抗癌细胞、肿瘤细胞等的‘直击通道’,在不产生免疫反应的情况下释放内含药物,这是外泌体药物临床应用的重要前提。”杨慧说。

目前,研究团队正在努力将这一纳米流控系统进行标准化生产。杨慧介绍,未来,基于纳米流控芯片技术,实现外泌体载药的新策略,有望发展成为一个平台型工具,将具有生物学意义和临床治疗作用的不同外源物质装载到外泌体中,在生物学研究和无细胞治疗方法开发上得到更多应用。

中青报·中青网记者 邱晨辉 来源:中国青年报

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