浙江大学彭丽华、高建青等Science Advances:跨过皮肤障碍,工程化细菌纳米囊泡程序性抗肿瘤新策略
彭丽华 2020-07-20
2020年7月3日,Science Advances发表了浙江大学彭丽华副教授、高建青教授等人题为“Engineering bacterial outermembrane vesicles as transdermal nanoplatforms for photo-TRAIL–programmed therapy against melanoma”的研究论文,该研究为手术、光疗联合药物干预的肿瘤程序性治疗提供了一种高效、安全、普适的纳米递送平台。


该论文浙江大学彭丽华副教授为第一及通讯作者,高建青教授与南京大学宁兴海教授为共同通讯作者。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金的资助。
 

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多功能一体化纳米制剂的构建与其抗肿瘤作用示意图

皮肤黑色素瘤是一种位于表皮基底层与真皮层、进展快、转移迅速的恶性肿瘤。临床常采用手术切除及光热治疗来清除肿瘤实体,但病灶深部残留及弥散性分布的黑色素瘤细胞易导致术后肿瘤快速复发及转移。研究人员利用转基因工程菌制备纳米囊泡并脱毒,采用自主合成筛选的黑色素瘤细胞靶向肽与光敏剂共同修饰囊泡,首次构建了一种自带活性蛋白,且兼具透皮、靶向功能,能同时提供光热干预、控制释放活性蛋白的多功能纳米制剂(I-P-OMVs)

P-OMVs具有显著的光热效应,并能在近红外光刺激下快速释放单线态氧与目标蛋白,对鼠源和人源黑色素瘤细胞均表现出显著的抑制增殖、迁移,加速凋亡的作用。采用分子测序及验证结果表明I-P-OMVs+NIR对黑素瘤细胞调控凋亡和转移的分子网络具有综合的多向调节作用,显著提升了黑色素瘤细胞对TRAIL蛋白的敏感性,显著增强了TRAIL蛋白对耐受肿瘤细胞的干预效果。
             

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部分体外药效学评价、分子机制研究及验证结果

I-P-OMVs能通过纳米尺寸效应与皮肤的融合作用高效穿透皮肤角质层,并进一步精确识别黑色素瘤细胞,高度富集于肿瘤部位,在近红外刺激下,通过光热效应清除肿瘤实体,并响应释放活性蛋白,诱发残存的肿瘤细胞凋亡,实现光热-蛋白程序性干预,经I-P-OMVs+NIR治疗后,第二天肿瘤几乎完全消失,肿瘤组织内部凋亡显著。随着时间延长,各治疗组出现不同程度的肿瘤复发,但I-P-OMVs+NIR 组复发率最低,在观察期内没有鉴定出明显的黑色素瘤细胞,大大增强了抗肿瘤效果,与此同时,肿瘤组织的转移性得到显著得抑制,为人体浅表肿瘤的治疗提供了全新策略。该策略在多种皮肤科疾病治疗中亦具有广阔的应用前景。

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多功能纳米制剂体内外透皮效率与部分体内抗肿瘤效果

作者简介:浙江大学彭丽华副教授致力于生物材料结合纳米技术构建新型经皮与局部智能递药系统,用于抗肿瘤、基于干细胞诱导的神经、皮肤再生的特色研究,取得了系列创新性成果,以第一或通讯作者在Science Advances、Advanced Functional Materials、Journal of Controlled Release、Biomaterials等知名杂志发表SCI论文40余篇,受到国内外同行广泛的正面引用,以第一发明人授权国家发明专利8项,相关技术及成果在药剂学、组织工程学、再生医学等领域具有广阔的应用前景。担任国际控释协会仿生制剂专委会委员、世中联经皮给药专委会副秘书长、基因治疗SCI核心期刊Current Gene Therapy 客座主编、《中草药》(中英双刊)与《中国现代应用药学》青年编委,2019 Elsevier杂志社优秀审稿人。
 
原文链接
Li-Hua Peng,Mao-Ze Wang, et al. Engineering bacterial outer membrane vesicles astransdermal nanoplatforms for photo-TRAILprogrammed therapy against melanoma. Science Advances (2020). 
DOI: 10.1126/sciadv.aba2735

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