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湖大研究团队实现脑胶质瘤的精准声动力学治疗

发布日期:2022-02-08  来源:化学化工学院   点击量:

近期,化学化工学院刘志洪教授团队的最新研究成果“Engineering macrophage exosome disguised biodegradable nanoplatform for enhancedsonodynamic therapy of glioblastoma”发表于权威期刊Advanced Materials(DOI:10.1002/adma.202110364,IF:30.8)。化学化工学院博士后吴婷婷为论文第一作者,曹宇副教授和刘志洪教授为共同通讯作者。

脑胶质瘤是一种危害人类健康的重大中枢神经系统疾病。因其恶性程度高、侵袭性强、术后复发率高,患者的中位生存期仅有15个月左右,五年存活率低于6%。传统的脑胶质瘤治疗手段包括手术切除、化学药物治疗和放射线治疗,它们存在术后复发率高、精准度低和毒副作用大等缺陷,治疗效果并不理想。近年来发展起来的新型治疗手段如光动力/光热治疗、免疫疗法等,对脑胶质瘤的治疗效果亦十分有限,其最大挑战在于血脑屏障严重制约了治疗药物或试剂的脑部递送效率。血脑屏障是大脑的天然生物屏障,可阻止98%以上的外源性小分子和几乎所有纳米尺度物质进入脑实质。因此,如何实现纳米/分子药物高效穿透血脑屏障并精准识别脑胶质瘤,是脑胶质瘤治疗的首要问题。此外,实体瘤组织内氧浓度不足和谷胱甘肽(Glutathione, GSH)过度表达等特性,也使得一些依赖活性氧杀伤癌细胞的动力学治疗手段效果大打折扣。

图1.仿生纳米载体用于脑胶质瘤声动力学治疗示意图

针对以上难题,该研究团队前期开发了多种策略用于解决脑部递送中跨越血脑屏障难的问题,并在该领域已取得了具有创新特色的成果,相关研究成果在Anal. Chem.,ACS Nano.,Adv. Funct. Mater.等期刊上发表论文多篇(Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1909369, Anal. Chem. 2020, 92, 5569, ACS Nano 2021, 15, 11940-11952)。近期,在前期研究的基础上,该研究团队利用工程化巨噬细胞外泌体修饰生物可降解的纳米药物载体,实现了脑胶质瘤的精准声动力学治疗(Sonodynamic therapy, SDT)。该工作构建了谷胱甘肽响应的纳米载体有效封装过氧化氢酶(catalase, CAT)并负载声敏剂吲哚菁绿(Indocyanine green, ICG)。外泌体修饰能够使该纳米载体在脑胶质瘤部位有效富集,并与肿瘤细胞中高表达的谷胱甘肽响应,实现在靶标部位过氧化氢酶与吲哚菁绿的有效释放,实现氧气自供给加强的声动力学治疗,同时消耗谷胱甘肽,进一步破坏肿瘤细胞内的氧化还原平衡,增强声动力学治疗的效果。

该研究突破了当前声动力学治疗在脑胶质瘤治疗应用的瓶颈,实现脑胶质瘤的有效治疗,为声动力学治疗在脑胶质瘤治疗临床转化提供新的思路和方法。

(审稿:张修华)

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