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药物递送新策略:外泌体及其创新应用

外泌体 Exo 药物递送


药物递送是指根据需要将药物化合物运输到体内以安全地实现其期望的治疗效果的方法、配方、技术和系统,其核心目标是提高疗效的同时减少毒副作用。目前传统药物递送系统存在靶向性差、生物利用度低及难以跨越生物屏障等问题。


外泌体是一种包含复杂RNA和蛋白质的小膜泡,它首次于1983年在绵羊网织红细胞中被发现,1987年Johnstone将其命名为‘exosome’。近年来,外泌体作为天然分泌的纳米级细胞外囊泡,凭借其良好的低免疫原性、良好的生物相容性、高度靶向性及生物屏障穿透能力,逐渐成为药物递送领域的研究热点。


优势一:生物相容性与安全性

与脂质体和其他纳米载体相比,基于外泌体的递送平台在相容性、稳定性、组织穿透性、靶向能力和固有生物活性等方面具有一定优势[1]。有研究表明,外泌体除了能高效和特异性地传递小干扰RNA外,在经过多次静脉注射后也几乎没有毒性或免疫原性[2]


优势二:靶向递送能力

外泌体能够通过其表面特定受体与靶细胞表面受体相互作用,从而实现精准的靶向递送。近年有研究者开发了一种DNA拉链介导的膜融合方法与外泌体相融合,构建用于治疗干眼症的siRNA外泌体囊泡,实现角膜的靶向递送,显著改善干眼症眼表的炎症微环境[3]


优势三:穿越生物屏障的能力

生物屏障提供保护、抵御入侵的病原体和疾病,但同时使药物向目标部位的输送变得复杂,妨碍了癌症、听觉功能障碍、胎儿发育问题、遗传疾病和眼部疾病等的治疗干预。外泌体凭借其天然跨越屏障能力,有望成为理想的药物递送载体。例如,外泌体能够有效穿过血脑屏障,将治疗性miRNAs递送至大脑,减轻小鼠蛛网膜下腔出血后早期脑损伤中的神经炎症反应[4]



外泌体在肿瘤治疗中的应用


外泌体能够携带化疗药物、免疫调节剂等治疗性分子,通过其靶向递送机制实现对肿瘤细胞的精准杀伤。此外还能够增强肿瘤免疫治疗的效果,克服肿瘤细胞对化疗药物的耐药性。来源于肿瘤细胞的外泌体含有免疫调节和促血管生成蛋白,能够增强免疫抑制和血管生成能力,从而使受体细胞更具攻击性[5]



外泌体在神经退行性疾病治疗中的探索


帕金森症(PD)是一种神经退行性疾病,由于血脑屏障的存在,多巴胺等治疗剂很难有效进入大脑发挥作用。有研究者利用RVG修饰的外泌体实现了α突触核蛋白siRNAs向大脑递送,可有效减少α突触核蛋白的聚集,减少多巴胺能神经元的丧失,并显著改善PD模型小鼠的临床症状[6]



外泌体在疫苗剂型开发中的创新


外泌体能够携带疫苗成分如抗原、佐剂等,增强免疫系统对抗原的识别与免疫反应。通过外泌体递送的疫苗,不仅能够提高免疫效果,还能改善疫苗的安全性。有科技研发团队开发出高效mRNA-牛奶外泌体新型口服疫苗,初步实现SARS-CoV-2 RBD mRNA的口服递送,为疫苗剂型的开发提供了新的技术思路[7]


未来展望

外泌体作为天然的药物递送载体,凭借其卓越的生物相容性、精准靶向递送能力和跨越生物屏障的特性,正在药物递送领域展现出巨大的潜力;相信随着技术的不断成熟和临床应用的深入,会为越来越多复杂疾病的精准治疗提供全新解决方案。


丹纳赫生命科学拥有外泌体研发和质控系列解决方案,高效助力外泌体从基础科研到转化应用。



参考文献

1.居怡, SERAG Amani Hamood Ali,施戈韬等. 外泌体作为药物递送载体的研究进展. 药学进展, 2023, 47: 804.

2.El-Andaloussi S, Lee Y, Lakhal-Littleton S, et al. Exosome-mediated delivery of siRNA in vitro and in vivo. Nature protocols, 2012, 7: 2112.

3.Xie M, Wu Y, Zhang Y, et al. Membrane Fusion-Mediated Loading of Therapeutic siRNA into Exosome for Tissue-Specific Application. Advanced Materials, 2024, 36: 2403935.

4.Lai N, Wu D, Liang T, et al. Systemic exosomal miR-193b-3p delivery attenuates neuroinflammation in early brain injury after subarachnoid hemorrhage in mice. Journal of neuroinflammation, 2020, 17: 1.

5.Ekström EJ, Bergenfelz C, Bülow VV, et al. WNT5A induces release of exosomes containing pro-angiogenic and immunosuppressive factors from malignant melanoma cells. Molecular Cancer, 2014, 13: 88.

6.Cooper JM, Wiklander PB, Nordin JZ, etal. Systemic exosomal siRNA delivery reduced alpha-synuclein aggregates in brains of transgenic mice. Movement Disorders. 2014, 29: 1476.

7.Quan Zhang, Miao Wang, chunle Han, et al. Intraduodenal Delivery of Exosome-Loaded SARS-CoV-2 RBD MRNA Induces a Neutralizing Antibody Response in Mice. Vaccines. 2023, 11, 673.

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