高通量納米流控芯片實(shí)現(xiàn)外泌體裝載藥物并殺傷腫瘤。 研究團(tuán)隊(duì)供圖

顆粒在線訊：如果將細(xì)胞比喻為生物分子工廠，那么外泌體則是這些分子的運(yùn)載器，能夠直接進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)部釋放所攜帶的物質(zhì)，進(jìn)而影響受體細(xì)胞。近年來(lái)，人們不斷探索外泌體作為天然載體遞送藥物分子的應(yīng)用潛力。中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員楊慧團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種納米流控芯片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了外泌體藥物載體的高通量制備，并驗(yàn)證了新型外泌體藥物載體的抗腫瘤效果。最新研究成果近日以封面文章的形式發(fā)表于《微尺度》。

外泌體直徑大約為30~200納米，是一種天然的細(xì)胞間物質(zhì)載體。但外源物質(zhì)裝載到外泌體中的傳統(tǒng)方法，如電穿孔方法，一直存在裝載效率過(guò)低且極易破壞外泌體完整性和功能性的缺點(diǎn)。

為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，楊慧團(tuán)隊(duì)研制出一種名為“外泌體納米穿孔器 ”的高通量芯片，可將多種外源物質(zhì)裝載到外泌體中，并獲得大量裝有藥物的無(wú)損傷外泌體樣品。

“外泌體納米穿孔器”借助納米流體芯片技術(shù)可在納觀尺度精確控制流體的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)外泌體藥物載體制備條件的高度可控。研究人員制造了結(jié)構(gòu)精密的納米級(jí)通道，實(shí)現(xiàn)了30000個(gè)模塊的并行工作，可極大提高工作效率。該技術(shù)可在外泌體膜表面產(chǎn)生短暫存在且不破壞生物膜結(jié)構(gòu)的納米孔，促進(jìn)外源物質(zhì)分子從周?chē)芤哼M(jìn)入外泌體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)外泌體藥物載體的無(wú)損傷制備。

為進(jìn)一步驗(yàn)證“外泌體納米穿孔器”的有效性，研究人員選取阿霉素為驗(yàn)證對(duì)象，證實(shí)該技術(shù)可以將藥物高效裝載到外泌體中，并且載藥外泌體可以將阿霉素運(yùn)輸?shù)椒伟┘?xì)胞和腫瘤球中，誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡和抑制腫瘤球生長(zhǎng)。

“研究結(jié)果表明，我們開(kāi)發(fā)的納米流控芯片確保了含藥外泌體的活性，同時(shí)架起了對(duì)抗癌細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞等的‘直擊通道’，在不產(chǎn)生免疫反應(yīng)的情況下釋放內(nèi)含藥物，這是外泌體藥物臨床應(yīng)用的重要前提?！睏罨郾硎?。

目前，研究團(tuán)隊(duì)正在推動(dòng)該芯片的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。楊慧介紹，基于納米流控芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)外泌體載藥的新策略有望發(fā)展成為一個(gè)平臺(tái)型工具，將具有生物學(xué)意義和臨床治療作用的不同外源物質(zhì)裝載到外泌體中，在生物學(xué)研究和無(wú)細(xì)胞治療方法開(kāi)發(fā)上得到更多應(yīng)用。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/smll.202102150