综述:外泌体作为肿瘤-免疫通信的关键介质:对免疫治疗和液体活检的启示

时间:2026年2月24日
来源:International Journal of Nanomedicine

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这是一篇全面阐述外泌体在肿瘤免疫生物学中双重作用的前沿综述。文章不仅系统解析了肿瘤与免疫细胞如何通过外泌体进行动态信息交换,进而塑造免疫抑制或激活的肿瘤微环境(TME),更聚焦于其临床转化潜力。它深入探讨了外泌体在液体活检中作为新型生物标志物的应用前景,并前瞻性地综述了基于外泌体的创新治疗策略,包括外泌体疫苗、其与免疫检查点抑制剂(ICIs)及过继细胞免疫疗法(如CAR-T)的协同作用,以及作为药物递送平台的潜力。该文为读者理解外泌体如何成为精准免疫肿瘤学领域一个范式转变的前沿提供了清晰框架。

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引言
外泌体是几乎所有类型细胞都会分泌的一种直径40–100 nm的膜结合囊泡,广泛存在于血液、尿液和唾液等体液中。它们携带着DNA、RNA、脂质、代谢物以及细胞质和细胞表面蛋白。自1983年被发现以来,相关研究不断深入。在肿瘤进展中,外泌体的作用具有动态性,与癌症类型、遗传学和阶段相关。同时,作为肿瘤免疫微环境(TME)中细胞间通讯的关键介质,外泌体吸引了广泛关注。肿瘤微环境是一个动态重塑的生态系统,由恶性细胞、免疫抑制成分(如调节性T细胞、M2巨噬细胞)、癌症相关成纤维细胞(CAFs)和失调的细胞外基质共同构成。越来越多的研究强调了外泌体在TME中的强大作用,它们介导肿瘤细胞与免疫细胞之间的信息交换,是未来癌症免疫治疗的新方向。
在TME中,肿瘤细胞和免疫细胞通过外泌体交换信息
外泌体有助于血管生成、肿瘤生长、转移和基质细胞活化。癌细胞不仅释放更多外泌体,还会诱导其局部环境发生变化。这些变化反过来又影响外泌体货物的分子组成。因此,外泌体与TME之间存在着动态相互作用,共同影响癌症进展。随着细胞免疫疗法和免疫检查点抑制剂的临床批准,免疫治疗进入了快速发展阶段。肿瘤源性外泌体调节先天性和适应性免疫反应,并可通过调节免疫细胞功能影响免疫疗法的疗效。相反,源自免疫细胞的外泌体也会影响肿瘤行为。因此,靶向外泌体代表了未来疗法的一个有前景的策略。
肿瘤源性外泌体调节免疫细胞功能并塑造免疫微环境
肿瘤源性外泌体携带多种生物活性分子,在调节肿瘤微环境,特别是通过调节免疫细胞活性方面起着关键作用。外泌体内容的异质性导致同一免疫细胞存在不同的免疫机制共存。
例如,肝细胞癌(HCC)来源的外泌体circGSE1通过海绵吸附miR-324-5p、激活TGFBR1/SMAD3通路并上调FOXP3来扩增调节性T细胞(Treg),从而促进免疫抑制和肿瘤进展。在卵巢癌中,外泌体circ-0001068通过形成“circ-0001068-miR-28-5p-PD1”轴的ceRNA机制重塑T细胞信号网络,驱动T细胞耗竭和免疫逃逸。同样,外泌体circCCAR1/miR-127-5p/WTAP正反馈环路以及circCCAR1介导的稳定PD-1蛋白和增强PD-L1转录的双轴协同通路,共同导致CD8+T细胞功能障碍和抗PD-1疗法耐药。
在B细胞方面,来自小鼠结直肠癌细胞系MC38的外泌体(MC38-EXO)抑制B细胞活性并促进其向调节性B细胞(Breg)转化。慢性淋巴细胞白血病(CLL)来源的外泌体则抑制造血祖细胞增殖并损害单核细胞来源的成纤维细胞支持。
对于自然杀伤(NK)细胞,HCC细胞主要分泌的外泌体circUHRF1与NK细胞比例减少和肿瘤浸润受损相关。在胃癌(GC)中,外泌体miR-552-5p通过PD-1/PD-L1轴抑制NK细胞活性并促进上皮-间质转化(EMT)。来自舌鳞状细胞癌的含有SNHG26的外泌体则通过HLA-DRA/STAT5和TGFB1/Smad2信号通路介导对NK细胞的免疫抑制作用。
肿瘤源性外泌体还可促进N2中性粒细胞极化。结直肠癌(CRC)来源的外泌体circPACRGL通过miR-142-3p/miR-506-3p-TGF-β1轴调节中性粒细胞极化并促进CRC进展。此外,来自N2极化肿瘤相关中性粒细胞(TANs)的外泌体将miR-4745-5p/3911转移至胃癌细胞,下调SLIT2并促进转移。在一个反馈回路中,胃癌细胞来源的外泌体HMGB1进一步强化N2中性粒细胞极化。
肿瘤细胞来源的外泌体也与M2巨噬细胞极化有关。在CRC中,外泌体circPOLQ通过增强M2极化促进转移结节形成。同样,胃癌来源的外泌体circATP8A1通过circATP8A1 / miR-1-3p/STAT6轴诱导M2巨噬细胞极化。在乳腺癌(BC)中,外泌体小窝蛋白-1(Cav-1)促进M2极化并有助于肿瘤转移。
值得注意的是,肿瘤源性外泌体并非完全有害。例如,源自B16-F10黑色素瘤细胞的外泌体可通过miRNA调节IL-17信号传导,从而对银屑病产生治疗效果。基于肿瘤源性外泌体(TDEs)的多种作用,研究人员开发了一种用于TDEs双模式检测的集成肽-石墨烯传感系统,为未来外泌体的个性化检测和筛查提供了潜在方向。
免疫细胞源性外泌体的双重作用
免疫细胞来源的外泌体在TME内扮演着复杂且背景依赖的角色。外泌体免疫效应的双重作用受其异质性影响,包括组成和来源。
T细胞来源的外泌体参与细胞间信号传导和抗肿瘤免疫。例如,来自T细胞的外泌体PD-1可以与PD-L1结合并增强细胞毒性T细胞的活性。树突状细胞(DC)来源的外泌体通过IFN-γ-JAK-STAT1通路增强pMHC负载,抗原呈递细胞的交叉呈递是关键放大步骤。
NK细胞来源的外泌体(NK-Exos)含有穿孔素、颗粒酶和microRNA等细胞毒性分子,可直接递送至癌细胞以诱导凋亡。
中性粒细胞来源的外泌体表现出表型特异性功能。尽管N1中性粒细胞来源的外泌体作用尚未被充分探索,但鉴于N1中性粒细胞能够分泌CCL3、CXCL9和CXCL10等抗肿瘤细胞因子,推测其外泌体可能同样增强抗肿瘤免疫。N2-TANs来源的外泌体miR-4745-5p/3911通过调节SLIT2在体内外抑制胃癌进展。
M1巨噬细胞来源的外泌体具有抗肿瘤特性。在急性髓系白血病(AML)中,M1-exo来源的PGAM5能够诱导线粒体功能障碍并减少炎症浸润。同样,携带miR-29c-3p的M1-exos通过靶向ENPP2抑制黑色素瘤侵袭。相反,巨噬细胞来源的外泌体(M2-exos)通常促进癌症进展。在HCC中,M2-exo转移的ETV4通过与SULT2B1相互作用促进肿瘤增殖和糖酵解。在胰腺导管腺癌(PDAC)中,M2-exo来源的miR-155-5p和miR-221-5p通过靶向E2F2促进血管生成和生长。
因此,免疫细胞来源的外泌体在TME中扮演双重角色。抗肿瘤外泌体(例如,负载抗原的DC-Exos)可作为疫苗来刺激免疫反应。抑制促肿瘤外泌体的分泌或功能(例如,携带PD-L1的TAM-Exos)则代表了逆转免疫抑制的干预靶点。
在TME中,其他细胞通过信使外泌体与肿瘤细胞通信
肿瘤微环境由多种细胞和成分组成,使得肿瘤细胞与其他细胞之间的信息交换成为一个必然的研究方向。
肿瘤相关内皮细胞(TECs)是肿瘤新生血管的核心成分,并对肿瘤来源的信号产生异常增殖反应。研究发现,miR-5703在肺癌细胞和患者来源的外泌体中上调,它在肺癌中作为致癌基因,并能促进TECs的血管生成。
癌症相关脂肪细胞(CAAs)被发现与肿瘤细胞交换细胞因子和脂质,导致代谢重编程并获得促炎和侵袭表型。例如,来自肥胖胰岛素抵抗患者的血浆外泌体会加剧三阴性乳腺癌的进展。脂肪细胞来源的外泌体miR-660-5p在食管鳞状细胞癌(ESCC)患者血清中高表达,导致接受放疗的患者预后不良。
基质细胞是TME中主要的非免疫、非肿瘤细胞群,为肿瘤生长提供物理支架和营养支持,它们分泌的外泌体是微环境中的核心信号载体。癌症相关成纤维细胞(CAFs)来源的外泌体不仅能促进肿瘤进展,还能降低肿瘤治疗的有效性。CAF来源的外泌体CCT6A与β-连环蛋白相互作用,增强胃癌的化疗耐药性和肿瘤发生。在三阴性乳腺癌(TNBC)中,CAF来源的外泌体circMIB1通过激活Notch信号促进癌症转移。在PDAC中,CAF来源的外泌体miR-3173-5p靶向ACSL4,抑制铁死亡同时诱导胰腺癌细胞对吉西他滨产生耐药性。在食管鳞状细胞癌中,缺氧诱导的外泌体circNRIP1激活CAFs以促进肿瘤迁移和侵袭。
来自骨髓、脂肪组织、脐带等来源的间充质干细胞(MSCs)可通过血液迁移到肿瘤微环境中,并被“教育”成肿瘤相关间充质干细胞(TA-MSCs)。来自AML-MSC的外泌体共递送METTL14,通过m6A-IGF2BP3依赖性机制稳定ROCK1表达,从而促进AML细胞增殖并赋予放射抗性。TA-MSCs通过FBXW7相关的AKT和ERK依赖性通路递送外泌体miR-182,促进非小细胞肺癌(NSCLC)的活力和侵袭性。值得一提的是,人脐带来源的间充质干细胞(hucMSCs)在癌症治疗中具有广阔前景。研究人员通过将hucMSC来源的外泌体与中性粒细胞膜囊泡融合来递送PTX3,增强了抗肿瘤功效。
星形胶质细胞是哺乳动物大脑中分布最广、体积最大的胶质细胞。在TME中,胶质瘤细胞可通过分泌外泌体miR-423-3p激活正常人星形胶质细胞,导致患者预后不良。
外泌体在液体活检中的作用
如前所述,外泌体转运多种生物活性分子(circRNAs、miRNAs、lncRNAs、蛋白质、脂质、DNA),这些分子进入免疫细胞后调节免疫反应。重要的是,它们还可作为液体活检中用于癌症检测和监测的有价值的生物标志物。外泌体动态反映实时疾病状态,在早期筛查、无创诊断、治疗反应监测和辅助治疗指导方面具有广阔的应用前景。
外泌体分离和检测技术
外泌体分离技术是其临床应用(如液体活检和药物递送)的核心前提。主要目标是高效富集外泌体(40–100 nm),去除杂质(细胞、蛋白质、游离核酸等),同时保持其结构完整性和生物活性。目前主流技术可分为传统方法和新型集成方法。传统分离技术用于基础研究和小规模样品分离,包括超速离心、密度梯度离心、免疫亲和捕获、聚合物沉淀、尺寸排阻色谱和超滤。新型集成分离技术通常应用于临床转化和高通量需求,包括微流体技术和切向流过滤。
未来,为了提高液体活检的敏感性、特异性和临床适用性,可以关注多靶点协同捕获、AI算法排除非靶向囊泡、定制化亲和配体以及集成自动化设备。
外泌体作为液体活检生物标志物的作用
外泌体与基因突变密切相关,是致癌信号传导的关键介质。例如,在结直肠癌中,PIK3CA突变的肿瘤细胞通过外泌体来源的花生四烯酸(AA)传递致癌信号,诱导H3K4三甲基化并导致肠上皮细胞(IEC)的恶性转化。作为肿瘤抑制因子,p53受到了科学家的广泛关注。p53突变与癌症进展密切相关。在食管鳞状细胞癌(ESCC)中,p53-G245S突变增强了外泌体的生物发生,促进癌细胞增殖和转移。这些发现激发了人们使用基于外泌体的策略靶向致癌突变的兴趣。例如,载有靶向KRASG12D的siRNA的间充质干细胞来源的外泌体(siKRASG12D-MSCExo)可以特异性靶向KRASG12D突变癌细胞,抑制癌基因表达并抑制肿瘤生长。类似地,已经开发出靶向BRAFV600E突变的工程化外泌体来携带特异性siRNA,在结直肠癌模型中阻断异常激活和肿瘤进展。
外泌体存在于血液、尿液和唾液等各种体液中,使得非侵入性或微创液体活检方法成为可能,提高了患者依从性。与传统的组织活检相比,使用外泌体的液体活检降低了操作风险,对于晚期疾病或肿瘤难以触及的患者尤其有价值。在肝细胞癌中,血浆外泌体CDK1、FEN1和PCNA已被用作诊断生物标志物,机器学习模型在区分HCC患者和对照组方面表现出强大的区分能力。同样,子宫内膜癌中血浆来源的外泌体miR-15a-5p上调,可有效区分早期患者与健康个体(AUC = 0.813)。外泌体miR-92a-3p可作为结直肠癌的生物标志物。研究人员开发的比率荧光生物传感器能够准确检测临床样本中的水平,显示出显著的诊断潜力。在胃癌中,血浆外泌体中两种lncRNA(lncmstrg.2441832.8和lncmstrg.2312697)的组合实现了0.73的AUC用于诊断。
外泌体生物标志物在预后预测和复发监测中也显示出巨大前景。在胃癌中,血浆外泌体中可检测到的pre-miR-488和成熟miR-488-5p的低血液水平与不良预后相关,是总生存期的独立预测因子。这些miRNA与上皮-间质转化和缺氧相关基因呈负相关。同样,胃癌组织和血浆来源的外泌体中circATP8A1的高表达与晚期TNM分期和更差的结果相关,凸显了其作为预后标志物的实用性。
在复发监测方面,外泌体能够早期检测各种癌症类型的复发。例如,在胆管癌中,胆汁和血清外泌体中hsa-circ-0000367、hsa-circ-0021647和hsa-circ-0000288的异常表达可以提示早期复发。在宫颈癌中,血清外泌体中升高的外泌体DLEU1水平是术后复发和转移的独立危险因素。
随着免疫技术的进步,细胞外囊泡生物标志物的实时免疫监测至关重要。研究人员开发了一种基于多价适体连接四面体DNA(MATD)辅助催化发夹组装(CHA)的超灵敏SERS检测方法。多价适体特异性结合CD63蛋白,使外泌体能够被捕获在SERS传感芯片上。
值得注意的是,人工智能(AI)的进步正在增强基于外泌体的诊断。AI驱动的微流体技术能够实现细胞外囊泡(EVs)的高灵敏度检测。此外,使用AI和表面增强拉曼光谱(SERS)对血浆外泌体进行无标记分析,允许同时诊断多种癌症类型。将外泌体生物标志物与AI技术相结合,为未来癌症诊断和预后的临床应用带来了巨大希望。
然而,外泌体在液体活检领域的标准化方面面临一些挑战。外泌体的异质性是标准化的主要障碍,目前仍然缺乏金标准标志物。样品预处理和分离技术的标准化存在困难。外泌体液体活检的可重复性受技术、人员和样品等多种因素影响。在监管接受度方面,缺乏大规模、多中心、前瞻性临床试验的验证数据,技术风险评估和质量控制体系不完善,监管框架和分类不明确。
外泌体在免疫治疗中的作用
目前,临床上已确立的肿瘤免疫疗法主要包括免疫检查点抑制剂、过继细胞疗法、癌症疫苗和其他新兴模式。外泌体反过来可以多种方式用于增强或补充这些免疫治疗策略。
外泌体在肿瘤疫苗中的应用
肿瘤疫苗具有高特异性、良好的安全性和能够诱导持久抗肿瘤免疫记忆的特点。外泌体在肿瘤疫苗开发中扮演多重角色,可作为抗原载体、免疫微环境调节剂和疫苗成分的高效递送载体,从而为癌症免疫治疗提供创新策略。
肿瘤来源的外泌体疫苗代表了一种新的免疫治疗方法,它利用外泌体携带肿瘤抗原和免疫调节分子的天然能力,从而引发特异性的抗肿瘤免疫反应。研究人员开发了一种源自胶质母细胞瘤(GBM)肿瘤细胞的同源外泌体纳米疫苗,该疫苗双靶向淋巴结和大脑。它在免疫抑制的CT2A-LUC GBM小鼠中引发了抗肿瘤免疫,延长了生存期;在B16F10-LUC黑色素瘤小鼠模型中,它还能预防脑转移并提高生存率。在另一项研究中,光敏剂CyI和多西环素(Doxy)被掺入热敏性肿瘤来源的外泌体-脂质体杂合物(ECDL)中。体外和体内数据显示,ECDL同源靶向癌细胞,限制线粒体呼吸以缓解肿瘤缺氧,持续供氧以消除肿瘤细胞和细胞内细菌,从而引发原位疫苗效应,抑制原发性肿瘤、转移和复发。一种通过融合肿瘤来源的外泌体(TEX)与树突状细胞膜囊泡(DCMV)制备的混合纳米疫苗(Hy-M-Exo),在头颈鳞状细胞癌(HNSCC)小鼠模型中显示出显著的治疗效果。此外,研究人员通过改良氯化钙方法将miR-124-3p模拟物加载到从CT-26细胞分离的外泌体中,创建了一种无细胞疫苗,促进了CT-26荷瘤小鼠的抗肿瘤免疫。
树突状细胞来源的外泌体(DEX)调节免疫功能并促进免疫细胞依赖性肿瘤抑制。临床试验已证实基于DEX的疫苗在晚期非小细胞肺癌、黑色素瘤和结直肠癌中的潜力。研究人员通过DBCO-NHS生物正交连接构建了MUC1-DEX偶联疫苗,该疫苗增强了DC活化和MUC1特异性免疫,从而抑制肿瘤生长并延长生存期。其他研究人员改造了乳腺癌来源的外泌体,生成了一种原位DC疫苗(HELA-Exos),该疫苗在小鼠模型和人乳腺癌类器官中增强了肿瘤反应性并引发了强大的CD8+T细胞反应。研究人员开发了一种个性化的DEX疫苗,命名为DEXP&A2&N。它在有肿瘤负荷的HCC小鼠中诱导了显著的肿瘤延迟和肿瘤特异性免疫反应。
免疫细胞来源的外泌体疫苗前景广阔。研究人员开发的γδ-T-EVs疫苗能够杀死肿瘤细胞、激活免疫,在肝、肺和血液癌症试验中实现了78%的完全缓解,且具有高度的标准化生产潜力。
此外,在三阴性乳腺癌模型中,M1巨噬细胞释放的细胞外囊泡与载有poly (I:C)的PLGA纳米颗粒结合,形成一种类似疫苗的免疫调节系统,用于研究其通过下调原位肿瘤生长小鼠模型肿瘤微环境(TME)中的肿瘤免疫逃逸来发挥抗肿瘤活性。研究人员开发了一种可吸入的基于外泌体的疫苗,递送IL-12 mRNA,刺激肺肿瘤微环境中的局部干扰素-γ(IFN-γ)产生,激活全身免疫并建立免疫记忆。这种方法在小鼠中显著抑制了肺癌生长,且全身毒性最小,为治疗转移性肺癌提供了新策略。
外泌体与免疫检查点抑制剂的协同效应
免疫检查点是一类由免疫细胞产生的调节免疫功能的免疫抑制分子——小蛋白质分子。免疫检查点抑制剂(ICIs)旨在特异性靶向这些分子并激活免疫细胞。外泌体可以通过两种相反的方式影响ICIs的活性:它们可能干扰治疗效果,也可能增强其潜力。
肿瘤来源的外泌体携带PD-L1和CTLA-4等免疫检查点分子。外泌体PD-L1可以与T细胞上的PD-1结合并模拟肿瘤细胞的免疫抑制信号。这种相互作用阻止了ICIs有效阻断肿瘤细胞与T细胞之间的通讯,从而降低疗效。多个研究团队发现,不同癌细胞释放的外泌体表面表达PD-L1。此外,流式细胞术和免疫荧光结果显示,PD-L1不仅存在于囊泡表面,也存在于囊泡结构内部。在肿瘤微环境中,源自缺氧鼻咽癌细胞的外泌体PD-L1可以上调巨噬细胞中PD-L1的表达,进一步增强CD8+T细胞抑制。与健康个体相比,NSCLC患者的Exo-PD-L1水平显著高于健康对照组,III-IV期患者的增加更为明显。Exo-PD-L1与NSCLC的疾病进展密切相关,可以反映肿瘤大小、淋巴结转移、远处转移和TNM分期等恶性特征。因此,抑制外泌体PD-L1(ExoPD-L1)分泌可提高PD-L1抗体的临床疗效。ApoA1-bExo/siRNA成功抑制了肿瘤来源的外泌体PD-L1的分泌,并在体外有效增强了T细胞的抗肿瘤活性。载有siRNA的仿生外泌体囊泡为应对PD-1/PD-L1抑制剂耐药性和通过抑制肿瘤来源的Exo-PD-L1分泌来增强免疫治疗效果提供了新策略。
外泌体联合过继细胞免疫疗法
源自CAR-T细胞的外泌体已被证明具有肿瘤靶向特性和递送细胞毒性货物的能力。Lip-CExo@PTX是一种通过融合靶向MSLN和PD-L1的双特异性CAR-T细胞来源的外泌体与肺靶向脂质体构建的混合纳米颗粒,可以延长携带CT-26转移性肺癌小鼠的生存期(模拟晚期人类肺癌肺转移的情况)。为了解决CAR-T细胞制造时间长、储存和运输困难等挑战,研究人员设计了肿瘤抗原刺激的树突状细胞来源的外泌体(tDC-Exo),并与抗CD3和抗EGFR抗体偶联。这种修饰增强了T细胞与肿瘤细胞的结合,并改善了CAR-T细胞模拟平台的性能。传统的抗体药物偶联物(ADCs)主要通过细胞毒性化疗或免疫调节剂抑制肿瘤生长。CAR-M来源的外泌体-药物偶联物通过CAR介导的内吞作用进入Raji细胞,通过SN38化疗和CXCL10介导的抗肿瘤免疫发挥免疫治疗作用,具有优异的体内抗肿瘤活性。ExoCAR/T7@Micelle纳米平台(由CAR-NK细胞来源的外泌体和纳米炸弹胶束组成)通过增强靶向性和疗效,为HER2阳性乳腺癌脑转移(HER2+ BCBM)提供了有前景的策略。ExoCAR/T7@Micelle在HER2⁺ BCBM模型中表现出四大优势:“高血脑屏障穿透性、精确靶向、低毒性以及延长生存获益”,充分应对了临床治疗的核心挑战。此外,将抗原呈递树突状细胞来源的外泌体加载α-半乳糖神经酰胺(αGC)可以激活恒定自然杀伤T(iNKT)细胞,随后刺激NK细胞活化并促进抗肿瘤反应。
基于ExoCAR的平台表现出多种抗肿瘤机制,包括改善肿瘤靶向性、释放细胞毒性成分和抑制转移,表明其有潜力克服当前的治疗限制。利用其天然的生物相容性和生物功能特性,外泌体在推进肿瘤免疫治疗方面具有巨大前景。随着外泌体分离和靶向修饰技术的不断进步,基于外泌体的疗法有望成为肿瘤学中一种强大的新模式。它们可能与免疫检查点抑制剂和CAR-T细胞疗法联合应用,以进一步提高肿瘤治疗的有效性。
然而,作为细胞间信息的天然载体,外泌体在肿瘤免疫治疗中显示出巨大潜力,但在实际转化中仍存在几个关键挑战。外泌体产量低,且源自原代细胞的外泌体难以实现临床规模生产。外泌体对肿瘤组织的靶向能力有限。它们在循环中的半衰期短,容易被清除。外泌体的长期安全性尚不清楚,包括潜在的免疫原性、蓄积毒性和脱靶效应。
外泌体载药的应用
通过联合疗法增强免疫反应和提高免疫治疗的反应率已成为癌症研究的重点。化疗药物已知可促进肿瘤新抗原释放并刺激抗肿瘤免疫,这使其成为与免疫检查点抑制剂联合的重要伙伴。外泌体已成为一种有前景的平台,通过递送各种配方的化疗药物来调节免疫细胞活性,从而调节免疫反应。
研究人员开发了一种基于肿瘤细胞分泌的多孔硅纳米颗粒(PSiNPs)的生物相容性仿生药物载体。负载DOX的DOX@E-PSiNPs在皮下、原位和转移性肿瘤模型中显示出强大的抗癌活性,并且还减少了癌症干细胞(CSC)。阿司匹林也已被证明具有抗癌特性。研究人员通过融合肿瘤来源的外泌体和脂质体构建了一个仿生纳米平台(TAFL)。TAFL增强了阿司匹林对癌症干细胞(CSCs)的疗效,降低其有效剂量以提高生物安全性,体内研究证实,TAFL介导的CSC耗竭有效抑制了FLASH-RT后的肿瘤复发和转移。
利用中性粒细胞固有的炎症趋化性和血脑屏障(BBB)穿透能力,研究人员构建了负载多柔比星(DOX)的中性粒细胞来源的外泌体系统。在胶质瘤小鼠模型中,静脉注射NEs-Exos/DOX通过一系列机制(包括穿越血脑屏障、在炎症微环境中靶向聚集、高效药物释放、抑制肿瘤增殖和改善肿瘤微环境)减轻了肿瘤负荷。如前所述,M1巨噬细胞来源的外泌体表现出强大的抗肿瘤作用。吉西他滨(GEM)是膀胱癌的一线药物,通过超声加载到M1外泌体中形成M1-Exo-GEM。M1-Exo携带的炎症因子与GEM的化疗效应协同,通过激活内源性凋亡通路,显著增强对膀胱癌细胞的杀伤效果,优于单独使用任一种药物或外泌体治疗。此外,M1-Exo-GEM可以上调肿瘤组织中促炎因子(如TNF-α和IL-6)的水平,重塑免疫抑制微环境,激活机体抗肿瘤免疫,与化疗协同抑制肿瘤生长。研究人员通过超声将紫杉醇(PTX)共载入外泌体,进一步增强了荷瘤小鼠的化疗抗肿瘤疗效。近年来,奥沙利铂(L-OHP)的临床应用因其生物相容性差和副作用严重而受到限制。为了解决这个问题,研究人员开发了一种纳米药物递送系统,其中NK细胞来源的外泌体通过超声(L-OHP-Exos)与L-OHP共载。L-OHP-Exos中NK-Exos携带的FasL与L-OHP协同作用,通过增加肿瘤细胞中的ROS水平和激活线粒体凋亡通路来增强杀伤效果。这种方法为结直肠癌的治疗提供了有前景的策略,具有广泛的临床应用潜力。
人源间充质干细胞(MSCs)来源的外泌体已在多种癌症中展现出抗肿瘤作用。研究人员分离了MSC来源的外泌体并加载了一线抗癌药物柔红霉素。该制剂能有效靶向c-MPL AML细胞,同时保持良好的安全性。超声介导的药物加载是将治疗药物封装到外泌体中的常用技术。例如,通过使用超声将多柔比星(DOX)加载到脂肪来源的间充质干细胞(ADMSCs)来源的外泌体中,形成Exo-Dox,该复合物继承了MSCs的肿瘤归巢能力,高效靶向乳腺癌细胞(MDA-MB-231, MCF-7)和CAFs,减少脱靶效应并增加局部浓度,从而降低全身毒性。
除了哺乳动物细胞来源的外泌体,植物来源的细胞外囊泡也作为药物递送载体受到关注。这些天然纳米颗粒具有易于大规模生产、低毒性和低免疫原性等优点。例如,芹菜来源的外泌体样纳米颗CELN

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