作者:游剑等 来源:《自然—纳米技术》 发布时间:2023/4/21 11:05:20
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基于中性粒细胞的骨髓靶向的药物递送系统

 

北京时间2023年4月20日,浙江大学游剑教授团队在Nature Nanotechnology期刊上发表了一篇题为“Neutrophil hitchhiking for drug delivery to the bone marrow”的最新论文。

该研究报道了一种基于特定生命阶段中性粒细胞的骨髓靶向的药物递送系统,该系统利用衰老中性粒细胞返回骨髓凋亡的特点,将游离药物或纳米药物高效地递送到骨髓中,为骨相关疾病的早期诊断与治疗提供了可能。

论文通讯作者是游剑、罗利华和李青坡,第一作者是罗震宇。

骨相关的疾病,例如骨原位肿瘤或骨转移瘤、骨髓炎、骨质疏松症和骨关节炎等在临床上很常见。尽管随着近几十年医学的高速发展,目前针对各类骨相关疾病已经开发出了对应的治疗药物,但由于血-骨髓屏障的存在,且骨的血液灌注量低,进入骨髓的药物含量仍然较低,导致部分骨相关疾病的治疗效果不佳,或者需要更大的给药剂量来满足基本的治疗要求。

骨髓来源的中性粒细胞是体内最常见的细胞之一。中性粒细胞在骨髓中发育成熟,并迁移进入到血液中。此时中性粒细胞高表达CXCR2,低表达CXCR4,受到炎症信号(如IL8)的刺激后,会被招募到炎症部位杀死入侵的病原微生物。然而,中性粒细胞的半衰期仅有十几个小时,大部分的中性粒细胞在血液循环过程中逐渐走向衰老,在此过程中原本高表达的CXCR2的表达量下调,而CXCR4的表达量上调,最后受到骨髓基质细胞分泌的趋化因子CXCL12的刺激,通过CXCR4/CXCL12轴重新迁移回到骨髓并凋亡。

基于此,浙江大学游剑教授团队提出了利用中性粒细胞在体内的命运开发了基于中性粒细胞的骨髓靶向的药物递送系统。通过具有骨髓倾向性的中性粒细胞摄取游离药物和载药纳米粒后,通过PET/CT和IVIS证明了它们靶向骨髓的能力。接着,研究组将该药物递送系统应用到了两种不同的疾病模型中:在乳腺癌骨转移癌模型中,利用中性粒细胞递送卡巴他赛显著抑制了肿瘤的生长;在骨质疏松模型中,利用中性粒细胞递送特立帕肽可显著增加骨密度,减轻骨质疏松相关指标。

图1:基于中性粒细胞的骨髓靶向的药物递送系统示意图。

图2:中性粒细胞递送游离药物或纳米粒的体内生物分布图。

图3:对乳腺癌骨转移瘤和骨质疏松症的治疗效果。

综上所述,该研究报道了一种基于中性粒细胞的骨髓靶向的药物递送系统,即利用衰老中性粒细胞会返回骨髓凋亡的特点,将游离药物或载药纳米粒高效地递送到骨髓中,提高了骨相关疾病(如骨转移瘤和骨质疏松症)的治疗效果。(来源:科学网)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41565-023-01374-7

 
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