我院王淑君教授团队在脂质体和外泌体的递送研究方面取得新进展

SmallStruct用于输送纳米制剂的纳米网格结构载体：脂质体和外泌体的递送

背景

脂质体、外泌体等纳米制剂在疾病治疗领域已有广泛应用，但仍存在体内停留时间短、清除速率快等挑战，合适的递送载体可改善其体内行为，达到更好的治疗效果。关于药物分子的递送研究已持续了几十年，而对于纳米粒递送的研究却非常少；分子水平的治疗剂适用的载体通常无法递送纳米粒。制备生物安全、具有开放孔道、孔径在纳米尺度范围的多孔载体，用于纳米粒的递送，为药物递送开辟新思路。

正文

2024年1月30日，中国科学院上海药物研究所张继稳团队与澳门新莆京7906not王淑君团队联合在SmallStructures上发表了题为“Supramolecular Nano-Grid Platform to Load and DeliverLiposomes and Exosomes”的研究论文。该研究以环糊精为基本结构单元，构建了一种新型的纳米网格结构载体，其不仅具有pH/H₂O₂双响应性，还能通过多孔网状的纳米结构负载脂质体和外泌体：将脂质体靶向递送到肺部并延长其体内作用时间；实现外泌体递送并达到长时间释放效果。

研究人员基于环糊精金属有机骨架的有序结构，针对环糊精单元上不同位点的羟基活性差异，采用对称型硼酸酯键交联剂，对其进行交联，通过控制反应条件，得到纳米网格状和球形两种不同结构特征的硼化有机骨架（BOF）。其中，纳米网格状结构由数十纳米直径的纤维交织而成，分布有10-300nm的开放空间。硼酸酯键交联剂赋予BOF以pH/H₂O₂双响应性，其在生理pH环境下稳定、在炎症或肿瘤内环境下迅速降解，在pH 7.4时的半衰期是pH 5.0的467倍，H₂O₂存在时降解速率显著加快。

纳米网格结构和球状结构的BOF

研究表明，纳米网格状结构的BOF（N-BOF）比球状BOF（S-BOF）具有更好的脂质体俘获效果，并能显著改变脂质体在小鼠体内的生物分布：游离脂质体在肺部几乎没有分布，负载于N-BOF后，脂质体在肺部的荧光信号显著增强，肺部生物利用度提高约90倍。

N-BOF的脂质体负载能力及对脂质体生物分布的影响

牛奶外泌体的粒径为50-150 nm，处于N-BOF孔径的主要分布范围内。N-BOF对牛奶外泌体具有良好的俘获效果，利用透射电镜可以观察到脂质双层结构的外泌体分布在N-BOF颗粒上。N-BOF能够响应性释放所负载的外泌体，在pH 7.7环境中，14天内N-BOF对外泌体的释放量为14%，而pH 6.0环境下释放量则为21%，且释放出的外泌体仍能保持完整的结构。

N-BOF对牛奶外泌体的俘获及pH响应性释放

主要贡献者与致谢

上海药物所硕士研究生李晶为本文第一作者，上海药物所硕士研究生马武珍进行了外泌体部分的研究，澳门新莆京7906not博士研究生杨伯阳完成脂质体制备。上海药物所张继稳研究员、伍丽副研究员和澳门新莆京7906not王淑君教授为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的资助。

全文链接

http://doi.org/10.1002/sstr.202300487