Nano Lett.:口服加载纳米粒子的酵母微囊体用于成像和靶向治疗

【引言】

纳米粒子作为探针和药物输送工具广泛的应用于疾病的检测和治疗中，而且通过温和的、低廉的口服方式进行靶向输送更是纳米医学的最佳选择。虽然近年的一些方法通过对纳米粒子生物物理和机械性能的控制能在某种程度上提高生物利用率，但是对于远距离输送有效载荷到指定位置仍然面临着巨大的挑战。

【成果简介】

近日，第三军医大学的张建祥教授（通讯作者）、李晓辉教授（通讯作者）和美国密歇根大学的Jiang Hu教授等人通过基于仿生酵母胶囊（YC）的“特洛伊木马”战略实现了通过口服方式将不同纳米粒子输送带不同的患病模型中。多样的纳米探针------量子团（QDs）、氧化铁纳米粒子（IONPs）、以及有机荧光团粒子可以有效地通过静电力驱使自发沉积加载到YC上，从而得到不同的YC集合体，YC将同时加载消炎的药物茚甲新（IND）和抗癌药物紫杉醇（PTX）。加载上述纳米粒子的YC通过口服首先被细胞转运内吞随后被巨噬细胞吞噬，再运输到相邻的淋巴组织，最后运送到患病位置。通过这种运输路径，可以优先的把预想的药物运送到靶向位置，大大提高了治疗效率。

[致歉：小编未能找到通讯作者Jiang Hu教授的确切中文名，在此表示诚挚的歉意！]

【图文导读】

图1 通过口服将加载纳米粒子YC从肠胃运输到靶向患病位置流程图解

a)加载了纳米粒子的YC运输到靶向位置的移动路径

b)通过静电力自发沉积的方法将纳米粒子加载到YC上

图2 加载纳米粒子的YCs的特性描述和预备工作  

a)通过碱性和溶解性提取物制备的完整酵母（左上）和YCs（右上）透射电子显微镜（TEM）图像

b)加载直径为620nm量子团YC（QD620\YC）的TEM图像

c)加载QD620\YC的电动电位随时间变化曲线

d)加载QD620和其他量子团的YC荧光图案图像

e)加载的其他量子团包括QD540、QD525、QD450

f)CY7.5（直径260nm，电动电位25.7mv的粒子）纳米粒子和加载CY7.5的YC的TEM图像

g)茚甲新纳米粒子（IND NP）和加载茚甲新纳米粒子的YC（IND NP\YC）的TEM图像

h)被IND 荧光团（绿色）照明的IND NP\YC的TEM图像

图3 给小鼠口服YC后YC在肠胃的运输和移动分析

a)QD620在回肠中运输的荧光团显微立体图像

b)QD620在肠系膜淋巴节点（MLN）的定位荧光团显微立体图像

c)QD620（红色）和CD68（绿色）在肠系膜淋巴节点共定位图像

d)有代表性的小鼠体内图像和 e)定量分析阐释了Dectin-1（树突状细胞相关性C型血凝胶）在QD620\YC的运输和移动中的作用光团（绿色）照明的IND NP\YC的TEM图像

图4 通过口服对急性和慢性的炎症病毒及肿瘤进行靶向治疗

a)在注射角叉菜随后口服10mg/kg的IND、IND NP、IND NP\YC24小时后小鼠发炎的爪子及其他部位IND浓度图表

b)口服IND NP\YC在急性发炎小鼠中的治疗效果

c)口服IND NP\YC在长期慢性发炎小鼠中的治疗效果

d)在小鼠患黑素瘤时PTX在YC中的治疗效果，在治疗15天后相关肿瘤的的数量图表

e)在上述条件下相关肿瘤的重量图表

f)在切除的肿瘤组织中PTX的浓度图表

g)抗癌药物PTX在治疗中的效果，此图表表示相关肿瘤的数量

h)在上述条件下切除肿瘤的总貌

i)在上述条件下相关肿瘤的重量图表

j)在切除的肿瘤组织中PTX的浓度图表

【小结】

通过实验及论证，张教授课题组展示了胶囊体可以作为高效的载体将纳米粒子运输到偏远的靶向位置。其精准的、便捷的通过口服的方式运输纳米粒子的能力为关节炎、糖尿病及心血管疾病等的治疗打开了新窗户，为其他科研人员开辟了新思路。

文献链接：Yeast Microcapsule-Mediated Targeted Delivery of Diverse Nanoparticles for Imaging and Therapy via the Oral Route(Nano Lett.,2017,DOI:10.1021/acs.nanoletter.6b04523)

本文由材料人生物材料组李伦供稿，材料牛编辑整理。

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