如果將細胞比喻為生產生物分子的工廠，那么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，外泌體被用于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，研發了一種納米流控芯片技術，實現了外泌體藥物載體的高通量制備，并通過實驗驗證了新型外泌體藥物載體的抗腫瘤效果。該成果已于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納米，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，通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“外泌體納米穿孔器”的高通量芯片，可將多種外源物質裝載到外泌體中，并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，“外泌體納米穿孔器”借助納米流體芯片技術，可以實現外泌體藥物載體制備條件的高度可控。
據他介紹，研究團隊制造了結構精密的納米級通道，實現了3萬個模塊的并行工作，可極大提高工作效率。借助納米通道，研究團隊對外泌體進行機械擠壓和流體剪切，在外泌體膜表面，產生短暫存在但不破壞生物膜結構的納米孔，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制備。
研究團隊為進一步驗證“外泌體納米穿孔器”的有效性，選取阿霉素作為驗證對象。阿霉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癥的治療藥物。
最終，研究團隊證實了“外泌體納米穿孔器”可以將其高效裝載到外泌體中，載藥外泌體可以將阿霉素，運輸到肺癌細胞和腫瘤球中，并誘導癌細胞死亡和抑制腫瘤球生長。
“研究結果表明，我們開發的納米流控芯片，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納米流控系統進行標準化生產。楊慧介紹，未來，基于納米流控芯片技術，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。
2021年09月14日 12 版
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