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》 。
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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|中国科学家成功架起对抗癌细胞的“直击”通道】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 。
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