Advanced Materials ：浙大顧臻團隊與南大朱俊杰團隊合作研發脂肪細胞衍生的抗癌脂滴

近年來，尋求高效且安全低毒的材料改善抗癌制劑的性能已成為研究者們不斷追尋的重要目標。天然的生物材料，例如細胞，雖具有較好的生物相容性，但也時常面臨組成成分復雜，活性不穩定、調控機制尚待完善等局限性。細胞器是諸多生理活動在亞細胞層面的效應器，在細胞內多種生理功能發揮過程中起到了重要作用。鑒于其相對適中的尺寸、獨立的功能及與多種生理活動的密切關聯性，浙江大學顧臻教授團隊和南京大學朱俊杰/姜立萍教授團隊合作，利用脂肪細胞衍生細胞器——脂滴（Lipid droplet），開發了一種新型抗癌制劑，在小鼠模型上實現了癌癥的高效治療，豐富了脂滴這一生物衍生材料在醫藥領域的應用，具有潛在臨床轉化前景，相關工作于7月1日發表在最新一期的Advanced Materials 上，并被選為封面文章。文章第一作者為梁亭西子博士。

脂滴是一種脂肪細胞中含量豐富的細胞器，由富含膜蛋白的單層磷脂分子層包裹中性脂類物質組成，具有納米到微米級的尺寸，與機體脂類物質代謝和能量供應直接相關。脂滴作為脂肪細胞內脂質存儲和遷移的中轉站，可對外界脂質代謝水平變化進行響應，將體內過量的游離脂肪酸以甘油酯的形式存儲在其疏水內核中，以緩解過量脂質堆積造成的脂毒性，也可以在機體需要時釋放出脂肪酸以供給營養物質和能量，維持代謝環境的穩態。

作者首先探索了脂肪細胞體外培養及脂滴提取的可能性，結果表明提取的納米到微米級尺度的脂滴保留了結構的完整性、生理條件下的穩定性和與其他細胞器進行通訊交流的功能，并且其理化性質如尺寸和寸分布均可調控以適應不同應用場景（圖1）。

圖1 A. 脂肪細胞分化培養及載藥脂滴制備過程。B. 脂滴經染色后（綠色）在共聚焦顯微鏡下的圖像。C. 脂滴電鏡圖。

隨后作者發現，由于脂滴存儲脂肪的特點，脂質修飾的藥物（光動力學治療制劑）可選擇性地在脂滴富集（圖2A）。鑒于脂質修飾在藥物研發領域是一種通用的前藥制備策略，脂滴理論上也可通過負載不同脂質修飾的藥物應用于包括放化療、光療、免疫治療等在內的多種治療模式，應用范圍廣闊，從而驗證了脂滴作為通用型藥物遞送載體的可行性。

圖2 A. 脂質修飾的藥物。B. 單獨藥物及載藥脂滴對癌細胞的半抑制濃度。C. 載藥脂滴抗腫瘤機理。

在腫瘤細胞模型中，載藥脂滴能通過包括活性氧產生、脂質過氧化、內質網壓力升高在內的一系列途徑，進行脂質代謝干預，顯著提高治療效果，使得藥物對癌細胞的半抑制濃度（IC50）降低6.0倍（圖2B和2C）。動物實驗結果也證明載藥脂滴具有顯著的腫瘤生長抑制效果和較好的生物相容性。

?該研究為從脂滴這一細胞器著手，發展了高效的抗癌藥物遞送體系，為藥物遞送體系的構建提供了新的思路。生命體系中的各種生理活動，如脂質代謝、腫瘤發生等，錯綜復雜但又高度有序，這其中的調控機制及所涉及到的細胞器或其他細胞元件有待研究者去探索發現，并巧妙加以應用。

參考資料

[1] Tingxizi Liang et al., Adipocyte-derived anticancer lipid droplet. Adv. Mater., 2021, 33,?2100629.