2023年3月,郑州大学第一附属医院肝胆胰外科与郑州大学第一附属医院结直肠外科等在Signal Transduction and Targeted Therapy上联合发表了一篇关于不同来源的工程外泌体用于癌症靶向治疗的综述,总结了工程化外泌体在癌症领域的最新进展,为该领域的癌症研究人员提供了关于工程化外泌体修饰的最新思路和新药开发的新方向,有望加速工程化外泌体在癌症靶向治疗中的临床转化。
展开剩余77%研究背景外泌体的发现与发展:外泌体是一种细胞外囊泡,自1946年首次发现类似外泌体的凝血因子以来,其研究领域经历了从基础发现到广泛应用的快速发展。2005年,研究发现树突状细胞来源的外泌体能够通过装载肿瘤肽来消除肿瘤,开启了外泌体在癌症治疗中的应用研究。
工程化外泌体的优势:与天然外泌体相比,工程化外泌体通过表面修饰和内部装载治疗分子,能够更高效、精准地将抗肿瘤药物递送至肿瘤部位,减少治疗相关不良反应。
研究方法与实验1.外泌体的分离技术
综述介绍了多种外泌体分离方法,包括超速离心、基于尺寸的过滤、尺寸排阻色谱和聚合物沉淀等。特别提到了免疫亲和方法,利用蛋白质(抗原)与抗体之间的相互作用来分离外泌体,这种方法在纯度和产量上优于其他方法。
2.工程化策略
工程化外泌体的修饰策略分为生物修饰、免疫修饰、物理修饰和化学修饰。生物修饰包括使用靶向肽和生物模拟外泌体修饰;免疫修饰通过特定抗体增强抗肿瘤免疫反应;物理修饰利用外部物理干扰(如磁场、激光)实现精准靶向;化学修饰则利用肿瘤微环境的酸性特征来控制药物释放。
3.标记与成像方法
为了监测外泌体在体内的动态,文章介绍了多种标记策略,包括脂质染料、荧光蛋白和生物发光蛋白等。成像技术包括随机光学重建显微镜(STORM)、结构化照明显微镜(SIM)和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)等,这些技术能够追踪外泌体的摄取和细胞内分布。
关键结论与应用1.空间和时间靶向性
研究者开发了一种名为IDEA(Intracellular Delivery via EV-based Approach)的新型EVs递送平台,用于高效包装和递送天然蛋白质,无需使用支架蛋白。研究中以环状GMP-AMP合酶(cGAS)为模型蛋白,验证了IDEA平台在体外和体内的递送效率。
2.临床治疗模式的应用
a.化疗:通过将化疗药物(如多柔比星、紫杉醇)装载到工程化外泌体中,实现了更有效的抗肿瘤活性和更低的系统毒性;
b.放疗:工程化外泌体与放疗结合,通过缓解肿瘤缺氧、抑制DNA损伤修复和重塑免疫抑制性肿瘤微环境,提高了放疗效果;
c.光动力治疗(PDT):利用光敏剂产生的活性氧(ROS)来治疗癌症,工程化外泌体能够实现光敏剂的靶向递送和可控释放;
d.光热治疗(PTT):通过光热剂将光能转化为热能来消融肿瘤细胞,工程化外泌体能够提高光热治疗的效果;
e.声动力治疗(SDT):利用超声和声敏剂来杀死肿瘤细胞,工程化外泌体能够实现声敏剂的靶向递送;
f.基因治疗:通过将非编码RNA(如miRNA、siRNA)或CRISPR/Cas9系统装载到工程化外泌体中,实现了基因治疗的靶向递送;
g.免疫治疗:工程化外泌体能够作为免疫介质,激活抗肿瘤免疫反应,同时避免了传统免疫治疗中的免疫相关不良事件。
研究意义这篇文章为癌症研究者提供了工程化外泌体修饰和新药开发的最新思路,有望加速工程化外泌体在癌症靶向治疗中的临床转化。
文章信息Zhang M, Hu S配资门户优选网, Liu L, Dang P, Liu Y, Sun Z, Qiao B, Wang C. Engineered exosomes from different sources for cancer-targeted therapy. Signal Transduct Target Ther. 2023 Mar 15;8(1):124. doi: 10.1038/s41392-023-01382-y. PMID: 36922504; PMCID: PMC10017761.
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