Adv Sci 2025[IF14.1] | 海南大學(xué)周非凡/宋文通過光驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞載藥系統(tǒng)突破遷移抑制顯著提升腫瘤深部藥物遞送效率
最近，基于細(xì)胞的藥物遞送系統(tǒng)成為抗腫瘤治療領(lǐng)域非常有前途的替代方案。這些系統(tǒng)的特點(diǎn)是具有優(yōu)異的生物相容性、強(qiáng)大的載藥能力以及有效穿越生物屏障的能力。然而，免疫抑制的腫瘤微環(huán)境顯著削弱了免疫細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性，這對于有效的藥物遞送至關(guān)重要。2025年11月9日，海南大學(xué)周非凡及宋文共同通訊在Advanced Science（IF=14.1）在線發(fā)表題為“Photo-Empowered
Macrophage-Based Drug Delivery System Overcomes Motility Suppression and
Significantly Enhances Deep Tumor Drug Delivery”的研究論文。本研究成功開發(fā)了一種新型的基于光增強(qiáng)巨噬細(xì)胞（PEM）的藥物遞送系統(tǒng)，該系統(tǒng)用從菠菜葉中提取的類囊體進(jìn)行修飾。在用特定波長的光刺激后，類囊體通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生ATP，從而顯著增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性，有效克服腫瘤微環(huán)境的限制。在這項(xiàng)工作中，PEM系統(tǒng)加載了兩種抗腫瘤藥物：阿霉素（Dox）和替拉帕扎明（TPZ）。結(jié)果表明，該系統(tǒng)不僅顯著提高了藥物向深部腫瘤組織的遞送效率，而且大大增強(qiáng)了抗腫瘤治療效果。特別是在深度浸潤腫瘤組織后，PEM系統(tǒng)能夠有效根除缺氧和耐藥的腫瘤細(xì)胞，表現(xiàn)出卓越的性能。這種創(chuàng)新的PEM策略為深部腫瘤藥物遞送和解決多重耐藥性提供了一種新方法，為抗腫瘤治療的重大突破帶來了巨大的希望。
近年來，基于細(xì)胞的藥物遞送系統(tǒng)（DDS）相對于傳統(tǒng)DDS的顯著優(yōu)勢在抗腫瘤藥物遞送領(lǐng)域得到了證明成為研究熱點(diǎn)。優(yōu)異的生物相容性已被證明使基于細(xì)胞的DDS能夠更好地適應(yīng)體內(nèi)環(huán)境，顯著減少免疫反應(yīng)引起的干擾，從而增強(qiáng)藥物遞送的安全性和有效性。已發(fā)現(xiàn)基于細(xì)胞的DDS 的巨大內(nèi)部空間賦予它們強(qiáng)大的載藥能力，使它們能夠攜帶大量藥物。此外，這個(gè)空間為攜帶的藥物提供了全面的保護(hù)，有效抵抗外部環(huán)境的降解和清除。這保證了藥物在給藥過程中的穩(wěn)定性和活性，從而提高了其治療效果。此外，基于細(xì)胞的DDS獨(dú)特的生物學(xué)特性使其能夠巧妙地穿越各種生物屏障，將藥物精確地輸送到傳統(tǒng)DDS難以到達(dá)的區(qū)域。這顯著增強(qiáng)了藥物在靶組織中的分布和積累效率，從而增強(qiáng)了其抗腫瘤作用。在此基礎(chǔ)上，使用具有強(qiáng)大腫瘤靶向能力的免疫細(xì)胞構(gòu)建基于細(xì)胞的DDS，有望為抗腫瘤藥物遞送領(lǐng)域注入強(qiáng)大的創(chuàng)新力量，為腫瘤治療提供新的思路和策略。然而，免疫抑制腫瘤微環(huán)境會(huì)顯著影響浸潤腫瘤組織的免疫細(xì)胞，特別是通過干擾其能量代謝途徑。這種干擾不僅會(huì)改變免疫細(xì)胞的功能和活性，還會(huì)大大削弱其運(yùn)動(dòng)能力。因此，免疫細(xì)胞在藥物遞送中的效率可能會(huì)受到嚴(yán)重影響，特別是當(dāng)它們深入腫瘤時(shí)，它們面臨著極度缺氧的環(huán)境，進(jìn)一步限制了它們的運(yùn)動(dòng)?；谶@些發(fā)現(xiàn)，研究提出合理有效地補(bǔ)充ATP用于基于免疫細(xì)胞的DDS有望成為克服腫瘤免疫抑制微環(huán)境瓶頸的關(guān)鍵策略。然而，ATP的直接外源補(bǔ)充也面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，制定一種安全、精確、高效的ATP補(bǔ)充策略，以提高免疫細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)能力，增強(qiáng)基于免疫細(xì)胞的DDS的藥物遞送效率，是一個(gè)亟待解決的問題。在植物光合作用過程中，葉綠體中的類囊體在特定波長光的刺激下可以生成煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，進(jìn)而用于ATP合成。受此啟發(fā)，研究能否構(gòu)建一種光賦能策略，為基于免疫細(xì)胞的DDS提供能量支持？光作為一種清潔、非侵入性且易于控制的能源，在這一策略中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。類囊體可以被提取并用于修飾或封裝藥物，然后將其共加載到免疫細(xì)胞中。通過照射特定波長的光，可以激活細(xì)胞內(nèi)的類囊體，引發(fā)類似于植物光合作用的光化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)ATP合成，增強(qiáng)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)能力，從而實(shí)現(xiàn)更高效的深層藥物遞送。
光驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞載藥系統(tǒng)（PEM）增強(qiáng)抗腫瘤治療的示意圖（摘自Advanced Science）
本研究設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種基于巨噬細(xì)胞的光增強(qiáng)細(xì)胞DDS。從菠菜葉片中提取類囊體，采用聚碳酸酯膜擠壓法處理，使其具有更均勻、分散性更佳的特性?；隨后將類囊體與巨噬細(xì)胞共孵育，成功構(gòu)建光驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞載藥系統(tǒng)（PEM）。在光刺激下，類囊體通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生ATP，可為PEM 系統(tǒng)提供有效的能量支持。這一過程不僅能有效突破免疫抑制性腫瘤微環(huán)境帶來的限制，還能顯著增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的遷移能力。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1002/advs.202515349
文章中菠菜類囊體膜提取試劑盒使用RTU5002 植物類囊體膜提取試劑盒