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Biomaterials Science | 苏州大学功能纳米与软物质研究院的汪超团队: 血小板衍生细胞外囊泡在药物递送领域的研究进展

血小板是血液中重要的一种细胞组分,在止血和血栓形成中起到关键作用。血小板在激活状态下或是受到其他的刺激下会分泌血小板衍生细胞外囊泡(Platelet-derived extracellular vesicles, PEVs)。PEVs可以作为交流的介质介导血小板与其他细胞的相互通讯与相互作用。近年来,由于PEVs可以选择性地靶向炎症部位,其作为一种通用的炎症诊断和治疗工具被大量研究和报道。

近日,苏州大学功能纳米与软物质研究院的汪超团队Biomaterials Science发表了题为“Platelet-derived extracellular vesicles for drug delivery”的邀请综述(Biomaterials Science, 2023, DOI: 10.1039/D3BM00893B)。文章首先总结了PEVs的结构、生物合成、分泌及其在多种疾病进展中生物功能(图A),在各种细胞外囊泡中,PEVs是最丰富的细胞外囊泡之一,血液中超过50%的细胞外囊泡来自血小板和巨核细胞。PEVs从活化的血小板中释放出来,表面带有CD41,P-选择素和其他血小板特异性蛋白,由于这些特定的蛋白,PEVs可以在实现血小板的部分功能,包括止血、免疫调节和肿瘤进展。它们还可以介导与不同细胞的相互作用,包括免疫细胞和非免疫细胞。文章作者总结了PEVs的结构特性、生物发生、分泌过程,并阐述了PEVs的生物学功能。主要强调了PEVs介导的细胞通讯以及PEVs在止血、炎症性疾病和肿瘤进展中的作用。

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图A. PEVs 的生物学功能

 

同时,PEVs作为一种天然的细胞生物材料递送载体,可以选择性地靶向炎症部位,是一种先天的炎症诊断和治疗工具。文章进一步总结了PEVs作为药物递送载体的研究进展,包括作者课题组在内的研究团队利用PEVs作为靶向炎症部位的药物载体,实现其在治疗感染性疾病,自身炎症性疾病以及肿瘤等疾病中的应用(图B)。PEVs作为靶向炎症部位的药物载体有以下几点优势:

  1. PEVs能够主动地靶向炎症部位,这主要是由于PEVs膜表面具有血小板特异性蛋白(如P-选择素和CD40L等)。
  2. 与血小板相比,具有纳米尺寸的PEVs(~100 nm)可以被动地穿透病灶部位的血管并在炎症部位积聚。
  3. 与其他人工合成的纳米颗粒如脂质体相比,PEVs具有极佳的生物相容性、安全性和较低的免疫原性。
  4. 与其他细胞如干细胞外囊泡相比,PEVs可以大规模获取和制备。PEVs制备的百分比从30%到85%不等。
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图B. 基于PEVs的药物递送系统研究进展

 

最后,文章总结了利用PEVs作为药物递送系统的挑战。例如,PEVs 的表征具有广泛的异质性,为确保PEVs制剂的质量,应采取一系列质控措施;其次,如何进一步大规模生产PEVs,也是进一步发展基于PEVs药物递送载体的挑战。最后,研究人员也可以利用合成生物学的策略,对巨核细胞或血小板进行修饰,赋予PEVs更多的功能。

 

参考文献:

Platelet-derived extracellular vesicles for drug delivery. Biomaterials Science, 2023, DOI: 10.1039/D3BM00893B

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