加州大學圣地亞哥分校Adv. Funct. Mater.：遠程負載的血小板囊泡用于疾病靶向遞送治療
【引言】
納米醫學在過去的幾十年對人類疾病的臨床治療已經產生了重要的影響，其中基于納米粒子的藥物遞送體系一大優勢是能夠提高藥物效力和靶向效率。為了進一步提高藥物遞送體系的功能性，納米粒子與人體內復雜生物環境的界面探索成為研究熱點。通過更好地理解和改進納米顆粒的生物界面粘附，有望進一步降低非特異性相互作用，同時增加對靶向目標的特異性識別。
【成果簡介】
近日，加州大學圣地亞哥分校的張良方教授課題組，利用富含膽固醇的血小板膜衍生的囊泡遠程負載阿霉素和萬古霉素兩種模型藥物，基于血小板膜存在的表面標記物，所制得的納米制劑對于乳腺癌細胞和金黃色葡萄球菌展現出優異的親和性質。該工作表明將藥物遠程負載到血小板膜衍生的囊泡中是獲得靶向納米制劑是一種有效的途徑。該成果以題為"Remote-Loaded Platelet Vesicles for Disease-Targeted Delivery of Therapeutics"發表在Advanced Functional Materials上。
【圖文導讀】
圖1遠程負載的血小板囊泡用于靶向藥物遞送示意圖
使用血小板作為起始材料，制備富含膽固醇的膜囊泡，并遠程負載小分子治療劑。所得的藥物納米制劑具有血小板結合標記物，因而可以用于靶向各種疾病相關底物，包括癌細胞和細菌。
圖2 富含膽固醇的血小板囊泡表征
(a) 不同膽固醇輸入時制備的血小板囊泡大小；
(b) 不同膽固醇輸入時血小板囊泡的熒光圖；
(c) 有無5%膽固醇輸入DID標記的血小板囊泡的共聚焦熒光成像對比圖；
(d) 紅細胞或者血小板囊泡上多種表面粘附標記物的western blots探測。
圖3 DOX負載進血小板囊泡
(a) 血小板囊泡中不同DOX輸入時的負載量；
(b) 血小板囊泡中不同DOX輸入時的負載效率；
(c) 負載DOX的血小板囊泡的尺寸；
(d) 負載DOX前后血小板囊泡的Zeta電位；
(e) 單個負載DOX的血小板囊泡粒子的透射電子顯微鏡圖片；
(f) 3天內在pH5.0和7.4條件下負載DOX的血小板囊泡釋放曲線。
圖4 利用負載DOX的血小板囊泡進行腫瘤靶向輸送
(a) 4T1乳腺癌細胞與DOX-RBC或DOX-PLT培養1小時的共聚焦熒光成像；
(b) 4T1乳腺癌細胞、4T1乳腺癌細胞與DOX-RBC或DOX-PLT培養1小時的流式細胞術直方圖；
(c) (b)圖中平均熒光強度；
(d) 游離DOX、DOX-RBC或DOX-PLT給藥4小時后小鼠腫瘤的宏觀熒光圖像；
(e) (d)圖中DOX熒光的定量。
圖5 DOX-PLT的體內抗腫瘤活性
(a) 4T1乳腺癌細胞分別于游離DOX、DOX-RBC或DOX-PLT在體外培養24小時后的細胞活力；
(b) 4T1腫瘤原位植入小鼠以及分別用游離DOX、DOX-RBC或DOX-PLT處理的生長動力學；
(c) (b)中隨時間推移小鼠的存活情況；
(d) 分別用游離DOX、DOX-RBC或DOX-PLT處理后小鼠肺組織切片的H&E染色圖片；
(e) (b)中隨時間推移小鼠的相對體重；
(f) 分別用游離DOX、DOX-RBC或DOX-PLT處理后心臟組織切片的H&E染色圖片。
圖6 Vanc負載進血小板囊泡
(a) 血小板囊泡中不同Vanc輸入時的負載量；
(b) 血小板囊泡中不同Vanc輸入時的負載效率；
(c) 負載Vanc的血小板囊泡的尺寸；
(d) 負載Vanc前后血小板囊泡的Zeta電位；
(e) 2天內在pH5.0和7.4條件下負載Vanc的血小板囊泡釋放曲線。
圖7 利用負載Vanc的血小板囊泡進行體外細菌靶向輸送
(a) MRSA252細菌與RBC或PLT囊泡培養10分鐘后的熒光強度；
(b) (a)中離心后照片；
(c) 體外分別用游離Vanc、Vanc-RBC或Vanc-PLT處理1小時細菌數目統計。
圖8 Vanc-PLT的體內抗菌治療
對小鼠靜脈注射MRSA252細菌，然后每天使用游離Vanc、Vanc-RBC或Vanc-PLT處理，3天后統計不同組織內部細菌數目。
(a) 心臟部位；
(b) 肝臟部位；
(c) 脾臟部位；
(d) 肺部；
(e) 腎臟部位；
(f) 血液中。
【小結】
本文報道了基于血小板膜的囊泡制備以及遠程藥物負載用于多種疾病的靶向治療。阿霉素和萬古霉素兩種藥物能夠遠程負載到囊泡中，并且所得納米制劑的靶向遞送效果好于游離藥物和非靶向囊泡，因而提高在抗腫瘤和抗菌應用方面的治療效果。未來，基于不同細胞膜的囊泡有望用于遠程藥物負載和靶向遞送。
文獻鏈接：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學術組Gaxy供稿，材料牛審核整理。
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