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中科大王育才/蔣為團隊《Nat. Nanotechnol.》:寫進教科書級的發現,提出納米藥物腫瘤遞送新理論
2023-09-15  來源:高分子科技

  腫瘤血管是納米藥物進入腫瘤組織的主要途徑,因此納米藥物的高效遞送在很大程度上依賴于腫瘤血管系統。目前的研究范式主要基于1986年首次提出的“增強滲透和滯留效應”(EPR, Enhanced Permeability and Retention effect)。該理論認為,腫瘤血管內皮細胞屏障是納米藥物滲透到腫瘤組織的最后一道防線,納米藥物可以利用腫瘤血管的高滲透性來跨越這一屏障,從而直接進入腫瘤基質然而,臨床前和臨床研究的結果均顯示,納米藥物對腫瘤的遞送效率仍然不盡如人意。某些研究數據甚至表明,納米載體僅能將大約0.7%的藥物有效遞送至腫瘤組織。這一發現不禁引發了疑問:是否存在其他尚未被充分認識的機制,這些機制可能在非內皮細胞屏障層面阻礙了納米藥物的血管外滲透?



  中國科學技術大學王育才教授和蔣為副教授團隊利用自主研發的多層次活體顯微成像技術,首次明確指出,腫瘤血管外側存在一層致密的基底膜屏障,該屏障嚴重阻礙了納米藥物的血管外滲透能力,導致納米藥物積累在腫瘤血管外形成“血池”樣的結構1)。 


1納米顆粒在腫瘤血管外形成血池。


  該研究通過深入的活體顯微成像技術,解析了這種由基底膜構成的納米顆粒“血池”的空間定位、微觀結構以及成因,并進一步揭示了酶降解基底膜能顯著減少“血池”的數量,從而增強納米藥物的滲透效率。研究還進一步發展了一個免疫合作驅動的策略,通過急性炎癥可以誘導血小板活化并聚集在“血池”處,進一步血小板招募中性粒細胞精準定位至血池部位,隨后中性粒細胞跨血管遷移,在基底膜上短暫打開一個動態“窗口”,從而實現納米藥物火山噴發式的高效滲透,有效提升了納米藥物在腫瘤組織中的富集和治療效果(2)。 


2. 急性炎癥誘導的血池噴發將“困住”的納米顆粒釋放到腫瘤間質中。


  總的來說,該工作率先提出基底膜是一道被長期忽視的,阻止納米藥物跨腫瘤血管滲透的新屏障,解析了由基底膜所構成的納米藥物“血池”樣新結構;并揭示了誘導急性炎癥可以增強納米藥物的腫瘤血管噴發效應。該研究不僅提出了一種與傳統EPR應截然不同的納米藥物富集創新機理,還為納米藥物在腫瘤治療方面的應用提供了新的理論支持,并刷新了對納米藥物跨血管轉運機制的整體認知,為該領域的理論和應用研究提供了重要的突破3 


3. 基底膜是阻止納米顆粒進入腫瘤的屏障,通過急性炎癥突破基底膜屏障,誘導火山式噴發。


  研究成果在以Breaking through the Basement Membrane Barrier to Improve Nanotherapeutic Delivery to Tumours”為題在線發表在Nature Nanotechnology上。中國科學技術大學博士后汪沁、博士生梁啟蕊為該論文共同第一作者,中國科學技術大學王育才教授、蔣為副教授與新加坡國立大學David Tai Leong教授為本文共同通訊作者;團隊其他成員及合作者也為本研究做出了重要貢獻。


  原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41565-023-01498-W

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(責任編輯:xu)
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