Nano Lett.:口服加載納米粒子的酵母微囊體用于成像和靶向治療

【引言】

納米粒子作為探針和藥物輸送工具廣泛的應用于疾病的檢測和治療中，而且通過溫和的、低廉的口服方式進行靶向輸送更是納米醫學的最佳選擇。雖然近年的一些方法通過對納米粒子生物物理和機械性能的控制能在某種程度上提高生物利用率，但是對于遠距離輸送有效載荷到指定位置仍然面臨著巨大的挑戰。

【成果簡介】

近日，第三軍醫大學的張建祥教授（通訊作者）、李曉輝教授（通訊作者）和美國密歇根大學的Jiang Hu教授等人通過基于仿生酵母膠囊（YC）的“特洛伊木馬”戰略實現了通過口服方式將不同納米粒子輸送帶不同的患病模型中。多樣的納米探針------量子團（QDs）、氧化鐵納米粒子（IONPs）、以及有機熒光團粒子可以有效地通過靜電力驅使自發沉積加載到YC上，從而得到不同的YC集合體，YC將同時加載消炎的藥物茚甲新（IND）和抗癌藥物紫杉醇（PTX）。加載上述納米粒子的YC通過口服首先被細胞轉運內吞隨后被巨噬細胞吞噬，再運輸到相鄰的淋巴組織，最后運送到患病位置。通過這種運輸路徑，可以優先的把預想的藥物運送到靶向位置，大大提高了治療效率。

[致歉：小編未能找到通訊作者Jiang Hu教授的確切中文名，在此表示誠摯的歉意！]

【圖文導讀】

圖1 通過口服將加載納米粒子YC從腸胃運輸到靶向患病位置流程圖解

a)加載了納米粒子的YC運輸到靶向位置的移動路徑

b)通過靜電力自發沉積的方法將納米粒子加載到YC上

圖2 加載納米粒子的YCs的特性描述和預備工作??

a)通過堿性和溶解性提取物制備的完整酵母（左上）和YCs（右上）透射電子顯微鏡（TEM）圖像

b)加載直徑為620nm量子團YC（QD620\YC）的TEM圖像

c)加載QD620\YC的電動電位隨時間變化曲線

d)加載QD620和其他量子團的YC熒光圖案圖像

e)加載的其他量子團包括QD540、QD525、QD450

f)CY7.5（直徑260nm，電動電位25.7mv的粒子）納米粒子和加載CY7.5的YC的TEM圖像

g)茚甲新納米粒子（IND NP）和加載茚甲新納米粒子的YC（IND NP\YC）的TEM圖像

h)被IND 熒光團（綠色）照明的IND NP\YC的TEM圖像

圖3 給小鼠口服YC后YC在腸胃的運輸和移動分析

a)QD620在回腸中運輸的熒光團顯微立體圖像

b)QD620在腸系膜淋巴節點（MLN）的定位熒光團顯微立體圖像

c)QD620（紅色）和CD68（綠色）在腸系膜淋巴節點共定位圖像

d)有代表性的小鼠體內圖像和 e)定量分析闡釋了Dectin-1（樹突狀細胞相關性C型血凝膠）在QD620\YC的運輸和移動中的作用光團（綠色）照明的IND NP\YC的TEM圖像

圖4 通過口服對急性和慢性的炎癥病毒及腫瘤進行靶向治療

a)在注射角叉菜隨后口服10mg/kg的IND、IND NP、IND NP\YC24小時后小鼠發炎的爪子及其他部位IND濃度圖表

b)口服IND NP\YC在急性發炎小鼠中的治療效果

c)口服IND NP\YC在長期慢性發炎小鼠中的治療效果

d)在小鼠患黑素瘤時PTX在YC中的治療效果，在治療15天后相關腫瘤的的數量圖表

e)在上述條件下相關腫瘤的重量圖表

f)在切除的腫瘤組織中PTX的濃度圖表

g)抗癌藥物PTX在治療中的效果，此圖表表示相關腫瘤的數量

h)在上述條件下切除腫瘤的總貌

i)在上述條件下相關腫瘤的重量圖表

j)在切除的腫瘤組織中PTX的濃度圖表

【小結】

通過實驗及論證，張教授課題組展示了膠囊體可以作為高效的載體將納米粒子運輸到偏遠的靶向位置。其精準的、便捷的通過口服的方式運輸納米粒子的能力為關節炎、糖尿病及心血管疾病等的治療打開了新窗戶，為其他科研人員開辟了新思路。

文獻鏈接：Yeast Microcapsule-Mediated Targeted Delivery of Diverse Nanoparticles for Imaging and Therapy via the Oral Route(Nano Lett.,2017,DOI:10.1021/acs.nanoletter.6b04523)

本文由材料人生物材料組李倫供稿，材料牛編輯整理。

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