昔日代谢“垃圾”,有望变身送药“达人”
外泌体:穿越血脑屏障的天然药物载体新希望
细胞生产的纳米级外泌体,作为一种新兴的药物载体,正在引起广泛的关注。与传统的纳米载体相比,外泌体具有诸多优势,如纳米级尺寸、可生物降解、无毒、内源性等。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所程国胜研究员团队,最近研发出一种经过工程化改造的外泌体,能够装载化疗药物穿透血脑屏障,为治疗脑胶质瘤等中枢神经系统疾病提供了新的视角和思路。
脑胶质瘤是一种起源于脑神经胶质细胞的肿瘤,是常见的原发性颅内肿瘤。目前,化疗是治疗脑胶质瘤的主要手段之一,但面临血脑屏障和血脑肿瘤屏障的阻碍,导致治疗效果大打折扣。程国胜团队针对这一问题,开发出具有Angiopep-2和TAT双重靶向功能的外泌体,以提高对肿瘤病灶区的靶向性和治疗效果。
这种新型工程化载药外泌体的研发背后,是外泌体领域持续升温的研究态势。近几年,外泌体成为生物企业与投资方的“新宠”,尤其在工程化改造外泌体赛道上,几乎是一片蓝海。但外泌体并非完美无缺,缺乏特异性修饰的情况下,它需要进一步的改进才能作为药物载体广泛应用于疾病治疗。
程国胜团队的研究表明,外泌体作为药物“快递员”具有巨大的潜力。他们利用外泌体的天然优势,开发出具有双重靶向功能的外泌体,能够高效渗透血脑屏障,并对脑胶质瘤病灶区具有优良的靶向递送能力。这种新型药物递送系统的研究为治疗中枢神经系统疾病带来了新的希望。
尽管取得了一些进展,但要将外泌体正式应用于疾病治疗,还需要解决许多挑战。例如,如何进一步提高外泌体的特异性和靶向性,如何确保药物在运输过程中的稳定性,以及如何降低外泌体生产成本的工业化问题等。这需要科研人员继续努力,不断和创新。
研究团队采用尾静脉给药方式,向疾病模型小鼠体内注入了负载阿霉素的双重靶向功能化外泌体,进行了为期21天的治疗与观察。旨在评估这种新型治疗策略对脑胶质瘤的治疗效果及安全性。
研究结果显示,双重靶向功能化外泌体能够显著提高药物治疗原位脑胶质瘤的效率,有效抑制脑胶质瘤的生长,并显著延长小鼠的生存期。与传统的药物治疗方式相比,这种外泌体负载药物的方式能够有效降低药物治疗的毒副作用,为脑胶质瘤患者带来福音。
作为生物医药领域中的新星,外泌体的研究虽然仍面临诸多挑战和局限性。程国胜博士向我们透露,当前实验室主要通过超速离心方式分离纯化外泌体,但这种方式存在产量和效率较低的问题。如何提高外泌体的产量和效率,成为该领域亟待解决的关键问题之一。除此之外,细胞工程和筛选方式的改进也是未来外泌体研究的重要方向。
相对于其他药物递送载体,外泌体的毒性作用较低。不同细胞来源的外泌体存在显著差异,其在疾病治疗中的安全性仍需更多前期工作的评估。外泌体来源于细胞,必然携带宿主细胞的各种物质。作为药物载体时,这些内含物如何发挥作用,以及如何尽可能去除内含物的干扰,也是外泌体面临的重要问题。
值得一提的是,肝脏作为人体新陈代谢的核心器官,几乎所有药物递送载体都会被运输到肝脏。这对于外泌体在肝脏疾病治疗中的应用具有显著优势。对于治疗其他组织或器官的疾病来说,如何让外泌体从肝脏有效逃逸成为一个需要深入研究的难题。随着研究的不断深入,我们有理由相信,外泌体作为一种潜力巨大的药物递送载体,将在更多疾病的治疗中发挥重要作用。
此次研究不仅为脑胶质瘤的治疗提供了新的策略,也为外泌体在其他疾病治疗中的应用提供了重要参考。我们期待外泌体研究在未来能够取得更多突破性进展,为人类的健康事业作出更大的贡献。