微米和纳米科技材料

重磅:新型RNA纳米技术改造胞外囊泡EVs用于癌症精准靶向治疗

重磅:新型RNA纳米技术改造胞外囊泡EVs用于癌症精准靶向治疗

12月11日,《Nature Nanotechnology》最新发表了华人科学家郭培宣教授及其团队在纳米技术用于癌症靶向治疗的又一重大成果:利用RNA纳米技术将类似于抗体结构的RNA纳米粒子锚定胞外囊泡,从而将运载的siRNA定向传递到癌细胞中发挥靶向治疗作用,并在前列腺癌、乳腺癌和结直肠癌这三种癌症动物模型中得到验证。

重磅:新型RNA纳米技术改造胞外囊泡EVs用于癌症精准靶向治疗

期刊:Nature Nanotechnology

影响因子:38.986

作者单位:美国俄亥俄州立大学

研究亮点:

基于RNA的治疗方法如siRNA在癌症治疗中潜力巨大,但在体内如何定向运载这些治疗RNA到靶标肿瘤细胞的技术问题仍未得到解决,临床试验也接连失败。另外,即使治疗因子成功进入癌症细胞,也会被细胞内的内吞体(endosome)捕获使得治疗无效。该研究针对性地解决了目前RNA治疗的两大难点:1.将具有治疗作用的RNA装载在囊泡中,稳定地靶向传递至肿瘤细胞中;2)囊泡进入目标肿瘤细胞后,可以躲避内吞体的捕获,得以发挥治疗作用。

研究内容:

纳米颗粒设计

研究者运用RNA纳米技术设计了一种类似于抗体结构的RNA纳米颗粒。首先,将噬菌体phi29的pRNA(一种具有转运功能的RNA分子)延伸为箭矢状,并连接一个RNA配体(RNA aptamer,用于 靶向结合肿瘤细胞中特异性过表达的受体),加上显像用的荧光染料ALexa647,即为RNA纳米颗粒。

重磅:新型RNA纳米技术改造胞外囊泡EVs用于癌症精准靶向治疗

然后,选用Survivin(一种细胞凋亡抑制剂,敲低可抑制肿瘤形成和转移)的siRNA作为治疗RNA装载至EVs中。最后通过一种单一的胆固醇——胆固醇三甘醇(TEG)将RNA纳米颗粒结合到EVs膜上,完成改造。

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疗效验证

1、前列腺癌

前列腺癌细胞LNCaP中,PSMAapt/EV/siSurvivin可以敲低survivin的mRNA和蛋白表达水平;MTT实验显示细胞活性显著降低。

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小鼠动物模型实验表明,PSMAapt/EV/siSurvivin可以完全抑制前列腺癌生长,且没有观察到明显的毒副作用如体重下降。

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2、乳腺癌

小鼠模型中,EGFRapt/EV/siSurvivin可显著抑制乳腺癌的生长。

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3、结直肠癌

FA/EV/siSurvivin可有效抑制小鼠体内的结直肠癌生长。第三,靶向叶酸受体的囊泡在动物模型中显著抑制了移植自结肠癌患者的肿瘤生长。

重磅:新型RNA纳米技术改造胞外囊泡EVs用于癌症精准靶向治疗

该研究创新性的将RNA纳米技术用于重编程天然的细胞外囊泡,使之有效的靶向传递至癌细胞,并在三种不同类型肿瘤动物模型中成功抑制了肿瘤的生长。目前,研究者们正在努力将这一技术转化为临床使用。此外,该研究有望促进siRNA、miRNA和其他RNA干扰技术用于新一代抗癌药物的开发。

参考文献:Fengmei Pi et al. (2017) Nanoparticle orientation to control RNA loading and ligand display on extracellular vesicles for cancer regression, Nature Nano [Epub ahead of print].

文 | circRNA 吉赛生物

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