加州大学圣地亚哥分校AdvFunctMater远程负载的血小板囊泡用于疾病靶向递送治疗

【引言】

纳米医学在过去的几十年对人类疾病的临床治疗已经产生了重要的影响，其中基于纳米粒子的药物递送体系一大优势是能够提高药物效力和靶向效率。为了进一步提高药物递送体系的功能性，纳米粒子与人体内复杂生物环境的界面探索成为研究热点。通过更好地理解和改进纳米颗粒的生物界面粘附，有望进一步降低非特异性相互作用，同时增加对靶向目标的特异性识别。

【成果简介】

近日，加州大学圣地亚哥分校的张良方教授课题组，利用富含胆固醇的血小板膜衍生的囊泡远程负载阿霉素和万古霉素两种模型药物，基于血小板膜存在的表面标记物，所制得的纳米制剂对于乳腺癌细胞和金黄色葡萄球菌展现出优异的亲和性质。该工作表明将药物远程负载到血小板膜衍生的囊泡中是获得靶向纳米制剂是一种有效的途径。该成果以题为”Remote-Loaded Platelet Vesicles for Disease-Targeted Delivery of Therapeutics“发表在Advanced Functional Materials上。

【图文导读】

图1远程负载的血小板囊泡用于靶向药物递送示意图

使用血小板作为起始材料，制备富含胆固醇的膜囊泡，并远程负载小分子治疗剂。所得的药物纳米制剂具有血小板结合标记物，因而可以用于靶向各种疾病相关底物，包括癌细胞和细菌。

图2 富含胆固醇的血小板囊泡表征

(a) 不同胆固醇输入时制备的血小板囊泡大小；

(b) 不同胆固醇输入时血小板囊泡的荧光图；

(c) 有无5%胆固醇输入DID标记的血小板囊泡的共聚焦荧光成像对比图；

(d) 红细胞或者血小板囊泡上多种表面粘附标记物的western blots探测。

图3 DOX负载进血小板囊泡

(a) 血小板囊泡中不同DOX输入时的负载量；

(b) 血小板囊泡中不同DOX输入时的负载效率；

(c) 负载DOX的血小板囊泡的尺寸；

(d) 负载DOX前后血小板囊泡的Zeta电位；

(e) 单个负载DOX的血小板囊泡粒子的透射电子显微镜图片；

(f) 3天内在pH5.0和7.4条件下负载DOX的血小板囊泡释放曲线。

图4 利用负载DOX的血小板囊泡进行肿瘤靶向输送

(a) 4T1乳腺癌细胞与DOX-RBC或DOX-PLT培养1小时的共聚焦荧光成像；

(b) 4T1乳腺癌细胞、4T1乳腺癌细胞与DOX-RBC或DOX-PLT培养1小时的流式细胞术直方图；

(c) (b)图中平均荧光强度；

(d) 游离DOX、DOX-RBC或DOX-PLT给药4小时后小鼠肿瘤的宏观荧光图像；

(e) (d)图中DOX荧光的定量。

图5 DOX-PLT的体内抗肿瘤活性

(a) 4T1乳腺癌细胞分别于游离DOX、DOX-RBC或DOX-PLT在体外培养24小时后的细胞活力；

(b) 4T1肿瘤原位植入小鼠以及分别用游离DOX、DOX-RBC或DOX-PLT处理的生长动力学；

(c) (b)中随时间推移小鼠的存活情况；

(d) 分别用游离DOX、DOX-RBC或DOX-PLT处理后小鼠肺组织切片的H&E染色图片；

(e) (b)中随时间推移小鼠的相对体重；

(f) 分别用游离DOX、DOX-RBC或DOX-PLT处理后心脏组织切片的H&E染色图片。

图6 Vanc负载进血小板囊泡

(a) 血小板囊泡中不同Vanc输入时的负载量；

(b) 血小板囊泡中不同Vanc输入时的负载效率；

(c) 负载Vanc的血小板囊泡的尺寸；

(d) 负载Vanc前后血小板囊泡的Zeta电位；

(e) 2天内在pH5.0和7.4条件下负载Vanc的血小板囊泡释放曲线。

图7 利用负载Vanc的血小板囊泡进行体外细菌靶向输送

(a) MRSA252细菌与RBC或PLT囊泡培养10分钟后的荧光强度；

(b) (a)中离心后照片；

(c) 体外分别用游离Vanc、Vanc-RBC或Vanc-PLT处理1小时细菌数目统计。

图8 Vanc-PLT的体内抗菌治疗

对小鼠静脉注射MRSA252细菌，然后每天使用游离Vanc、Vanc-RBC或Vanc-PLT处理，3天后统计不同组织内部细菌数目。

(a) 心脏部位；

(b) 肝脏部位；

(c) 脾脏部位；

(d) 肺部；

(e) 肾脏部位；

(f) 血液中。

【小结】

本文报道了基于血小板膜的囊泡制备以及远程药物负载用于多种疾病的靶向治疗。阿霉素和万古霉素两种药物能够远程负载到囊泡中，并且所得纳米制剂的靶向递送效果好于游离药物和非靶向囊泡，因而提高在抗肿瘤和抗菌应用方面的治疗效果。未来，基于不同细胞膜的囊泡有望用于远程药物负载和靶向递送。

文献链接：Remote-Loaded Platelet Vesicles for Disease-Targeted Delivery of Therapeutics  (Adv. Funct. Mater. 2018, DOI: 10.1002/adfm.201801032)

本文由材料人高分子和生物学术组Gaxy供稿，材料牛审核整理。

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