AM:基於益生菌芽孢的口服納米粒子生成器用於癌症治療

2020-12-08 騰訊網

凝結芽孢桿菌是被FDA批准的一類普遍認為安全的益生菌，口服以後對胃腸道炎症有一定的治療作用。近年來，凝結芽孢桿菌與腫瘤等重大疾病之間的關係得到了廣泛的關注，但大多數益生菌存在口服後無法在胃酸極端環境下存活的問題，限制了其在口服給藥系統中的應用。另外，口服給藥系統存在「易攝取，難轉運」的難題，是導致大多數納米粒不能有效穿透腸上皮細胞進入血液循環，進而導致藥物口服生物利用度降低的根本原因。因此，如何既能發揮益生菌改善腸道微環境的優點，又能在體內產生治療性納米粒克服腸上皮細胞的頂端屏障，實現特異、高效的細胞內運輸是目前口服藥物精準遞送領域亟待解決的難題。

鄭州大學張雲教授，張振中教授和王蕾教授課題組針對以上在口服給藥中存在的問題，利用益生菌芽孢（Spore）作為口服藥物載體構建體內自主納米粒子生成器進行了一些探討：基於益生菌芽孢的納米粒子生成器經口服以後可以保護藥物順利到達胃腸道，自主生成大量的DOX/SOR/Spore-DA NPs並有效地穿透上皮細胞，從而增加其在基底外側的藥物釋放效率。該項研究得到了國家自然科學基金委、河南省科技廳等多個國家級以及省部級項目的資助。相關結果以「A Probiotic Spore-Based Oral Autonomous Nanoparticles Generator for Cancer Therapy」為題，在線發表在Advanced Materials(DOI: DOI:10.1002/adma.201903793)上。

由於益生菌芽孢（Spore）以一種休眠的生命形式存在於自然界，可以抵抗極端惡劣的胃環境，並且可以在小腸中重新萌發至代謝活躍的營養細胞，進而生長成益生菌定植在腸道。一方面，定植在腸道的益生菌能夠通過分泌多種有益物質改善腸道微環境。另一方面，芽孢在腸道內重新生長成益生菌的同時，會伴有大量疏水性蛋白外殼的脫落。受到芽孢在腸道內自然生理過程的啟發，本研究中構建了一種以益生菌芽孢為基礎的口服自主「納米生成器」。經脫氧膽酸（DA）修飾的益生菌芽孢裝載藥物之後（DOX/SOR/Spore-DA）可以有效保護藥物通過惡劣的胃環境，並且不會影響芽孢在小腸重新萌發為成益生菌的正常定植能力。另外，當DOX/SOR/Spore-DA載藥體系順利通過胃環境被運送至小腸時，芽孢開始重新萌發，同時，其表面連接DA的疏水性蛋白隨之脫落，隨後通過自組裝產生的治療性納米粒（DOX/SOR/Spore-DA NPs）可以通過膽汁酸途徑有效地穿透腸上皮細胞，增加基底側的藥物釋放量。體外和體內研究均證實了該自主納米生成器可同時實現益生菌在腸道內的定植和治療性納米粒的生成，有效克服多重生理屏障，在腫瘤治療方面表現出良好的應用前景。

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