基于細(xì)胞外囊泡的新型納米材料通過Let-7a誘導(dǎo)舌鱗癌細(xì)胞凋亡
近日，吉林大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院實驗動物中心王東旭教授課題組與吉林大學(xué)口腔醫(yī)院口腔頜面外科劉煒煒教授課題組在細(xì)胞外囊泡與舌鱗狀細(xì)胞癌關(guān)系研究領(lǐng)域取得了新的進(jìn)展。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國際知名期刊《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》（IF:5.89，JCR 2區(qū)）。
近年來，針對舌鱗狀細(xì)胞癌（TSCC）的治療和診斷已取得了進(jìn)展，但 5 年生存率仍然很低。治療TSCC的方法主要為手術(shù)、放療和化療。在過去幾十年中，中醫(yī)藥在癌癥研究方面已被廣泛應(yīng)用。例如，從蜂蜜中提取的白楊素可以通過非編碼RNA在多種癌細(xì)胞中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并抑制增殖。并且，納米結(jié)構(gòu)也已被廣泛研究用于癌癥治療中的藥物遞送和診斷，例如金納米粒子 (AuNPs)。
細(xì)胞外囊泡（EVs）是由細(xì)胞釋放到細(xì)胞外環(huán)境中的小囊泡。EVs 由脂質(zhì)雙層膜組成，該膜包裹著小的無細(xì)胞器的細(xì)胞質(zhì)，EVs 的攝取特定于細(xì)胞類型。
但白楊素與金納米粒子在單獨(dú)運(yùn)用時對癌癥缺乏特異性，有證據(jù)表明，納米粒子與 EVs結(jié)合可作為靶向癌細(xì)胞的藥物載體。因此，納米材料與 EVs 結(jié)合可以提高癌癥治療的效率。
為了探究該方法，王東旭教授與劉煒煒教授團(tuán)隊首先使用白楊素治療 TSCC 細(xì)胞和分離的 EVs-白楊素。然后將四氯金酸（HAuCl4）與 EVs-白楊素一同孵育形成 Au-EVs。在 EVs-Con 和 EVs-chrysin 之間進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序篩選后，對 let-7a 家族進(jìn)行了分析。該研究結(jié)果表明，Au-EVs 通過TSCC中的 let-7a 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
▲圖1｜國際知名期刊《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》（IF:5.89，JCR 2區(qū)）
近年來，針對舌鱗狀細(xì)胞癌（TSCC）的治療和診斷已取得了進(jìn)展，但 5 年生存率仍然很低。治療TSCC的方法主要為手術(shù)、放療和化療。在過去幾十年中，中醫(yī)藥在癌癥研究方面已被廣泛應(yīng)用。例如，從蜂蜜中提取的白楊素可以通過非編碼RNA在多種癌細(xì)胞中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并抑制增殖。并且，納米結(jié)構(gòu)也已被廣泛研究用于癌癥治療中的藥物遞送和診斷，例如金納米粒子 (AuNPs)。
細(xì)胞外囊泡（EVs）是由細(xì)胞釋放到細(xì)胞外環(huán)境中的小囊泡。EVs 由脂質(zhì)雙層膜組成，該膜包裹著小的無細(xì)胞器的細(xì)胞質(zhì)，EVs 的攝取特定于細(xì)胞類型。
但白楊素與金納米粒子在單獨(dú)運(yùn)用時對癌癥缺乏特異性，有證據(jù)表明，納米粒子與 EVs結(jié)合可作為靶向癌細(xì)胞的藥物載體。因此，納米材料與 EVs 結(jié)合可以提高癌癥治療的效率。
為了探究該方法，王東旭教授與劉煒煒教授團(tuán)隊首先使用白楊素治療 TSCC 細(xì)胞和分離的 EVs-白楊素。然后將四氯金酸（HAuCl4）與 EVs-白楊素一同孵育形成 Au-EVs。在 EVs-Con 和 EVs-chrysin 之間進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序篩選后，對 let-7a 家族進(jìn)行了分析。該研究結(jié)果表明，Au-EVs 通過TSCC中的 let-7a 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
▲圖2 ｜實驗方案示意圖
文章中，研究 Au-EVs在體內(nèi)的抗腫瘤作用的實驗使用了博鷺騰AniView600多模式動物活體成像系統(tǒng)拍攝觀察。
在該實驗中，首先將SCC9 細(xì)胞注射到裸鼠體內(nèi)。7天后，將Au-EVs注射到腫瘤下方，并在第8天和第15天用近紅外光照射裸鼠并進(jìn)行腫瘤生長分析。結(jié)果表明，Au-EVs具備腫瘤靶向性，且熒光強(qiáng)度隨時間增加而增加。此外，近紅外輻射可以淬滅 Au-EVs 的熒光。在第21天時收集腫瘤，與預(yù)期結(jié)果相符，Au-EVs 與 NIR 結(jié)合顯著抑制了腫瘤生長，并且沒有改變體內(nèi)其他器官。
這些結(jié)果表明，Au-EVs 有效地介導(dǎo)了等離子光熱療法（PPT）并抑制了體內(nèi)腫瘤的生長。
▲圖3｜注射Au-EVs 后的熒光強(qiáng)度
本研究發(fā)現(xiàn)，Au-EVs作為一種新型納米材料，在SCC9 細(xì)胞中具有吸收特異性。在經(jīng)過近紅外輻射后，Au-EVs 能夠有效增強(qiáng)細(xì)胞凋亡。通過RNA-seq,篩選 EVs-chrysin miRNA,Let-7a-3p，并且過表達(dá)let-7a-3p會誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，此結(jié)果表明經(jīng)NIR 處理的 Au-EV 顯著抑制了體內(nèi)腫瘤的生長。
綜上所述，本研究結(jié)果提供了一種能夠提高 AuNPs 靶向性的納米材料，并且該材料可能與針對 TSCC 的最佳療法相關(guān)。
論文鏈接：
doi: 10.3389/fbioe.2021.766380
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