《Small》:微流控混合器件實(shí)現(xiàn)一步式構(gòu)建靶向脂質(zhì)體

更新時(shí)間：2022-12-13

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脂質(zhì)體是一種由磷脂分子在水相中自組裝形成的球狀泡囊體。脂質(zhì)體具有良好的生物兼容性和低免疫原性，能夠保護(hù)藥物不被降解，是一種極.具前景的藥物遞送載體。近年來，脂質(zhì)體已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于腫瘤免疫治療、基因治療、多模態(tài)分子影像等領(lǐng)域。相比于常規(guī)的脂質(zhì)體，靶向脂質(zhì)體能夠有效地改善藥物的細(xì)胞攝取以及靶向富集能力，能夠顯著地提升藥物遞送效率。但是，常用的制備靶向脂質(zhì)體的方法正面臨著一些挑戰(zhàn)，例如，操作復(fù)雜、耗時(shí)久、批次差異性大等問題。

近期，中南大學(xué)湘雅醫(yī)院皮膚科、中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院等研究團(tuán)隊(duì)在《Small》（IF=15.153）期刊上在線發(fā)表題為 “ One-Step Formation of Targeted Liposomes in a Versatile Microfluidic Mixing Device " 的原創(chuàng)性論著。該研究提出了一種基于微流控混合器件的靶向脂質(zhì)體的一步式合成方法，成功實(shí)現(xiàn)了多種靶向脂質(zhì)體的高通量、高可控性制備。使用微流控混合器件制備的靶向脂質(zhì)體，在光聲成像、小動(dòng)物活體成像、光熱治療等研究中都表現(xiàn)出了優(yōu)異的靶向性能。據(jù)悉，這項(xiàng)研究的第一作者和第一通訊作者單位均為中南大學(xué)。20級(jí)博士研究生單晗和20級(jí)碩士研究生孫鑫為該論文共同第一作者；中南大學(xué)湘雅醫(yī)院皮膚科陳翔教授、趙爽副研究員和中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院陳澤宇教授為共同通訊作者。

首先，作者基于靶向脂質(zhì)體的制備流程篩選了微流控混合器的組合方案，提出了微流控混合器件實(shí)現(xiàn)靶向脂質(zhì)體的一步式合成策略。然后，作者使用高精度3D打印技術(shù)（nanoArch S140，摩方精密）制作了微流控混合器件(MMD)。

圖1 微流控混合器件(MMD)制備靶向脂質(zhì)體策略

圖2 微流控混合器件(MMD)制造

隨后，作者對(duì)脂質(zhì)體的組分、反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了設(shè)計(jì)，選擇了吲哚菁綠（ICG）作為模型藥物以及靶向PD-L1的適配體作為靶向基團(tuán)，在MMD內(nèi)發(fā)生混合后，巰基修飾的適配體和功能輔料DSPE-PEG-Mal發(fā)生共價(jià)結(jié)合，最終將適配體修飾到脂質(zhì)體的表面(Apt-ICG@Lip)。

圖3 一步式合成靶向脂質(zhì)體Apt-ICG@Lip反應(yīng)機(jī)理

接下來，作者對(duì)靶向脂質(zhì)體Apt-ICG@Lip的性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試，包括脂質(zhì)體的粒徑分布、重復(fù)性、穩(wěn)定性、包封率、形貌、細(xì)胞毒性、適配體結(jié)合效率等。結(jié)果顯示，使用微流控混合器件(MMD)制備的靶向脂質(zhì)體Apt-ICG@Lip具有粒徑小、批次重復(fù)性好、穩(wěn)定性好、包封率高、低細(xì)胞毒性、適配體結(jié)合效率高等優(yōu)點(diǎn)，適用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

圖4 靶向脂質(zhì)體Apt-ICG@Lip性質(zhì)測(cè)試

接著，為了驗(yàn)證靶向脂質(zhì)體Apt-ICG@Lip的靶向性能，作者進(jìn)行了光聲成像(PACT)和小動(dòng)物活體熒光成像研究。作者將高表達(dá)PD-L1的LLC腫瘤模型小鼠分為兩組，實(shí)驗(yàn)組注射靶向脂質(zhì)體Apt-ICG@Lip，對(duì)照組注射常規(guī)脂質(zhì)體ICG@Lip。結(jié)果顯示，靶向脂質(zhì)體Apt-ICG@Lip具有更明顯的腫瘤攝取和藥物富集能力。

圖5 靶向脂質(zhì)體Apt-ICG@Lip光聲成像和小動(dòng)物活體成像研究

接著，作者進(jìn)一步進(jìn)行了光熱治療研究。作者將LLC腫瘤模型小鼠分為PBS、ICG@Lip、Apt-ICG@Lip三組，在注射藥物后分別使用808 nm激光進(jìn)行照射，觀測(cè)腫瘤的體積變化，并使用免疫組化和免疫熒光評(píng)估了腫瘤的治療效果。結(jié)果表明，Apt-ICG@Lip由于具備主動(dòng)靶向能力，具有更好的光熱治療效果，也進(jìn)一步驗(yàn)證了MMD構(gòu)建的靶向脂質(zhì)體的性能。

圖6 靶向脂質(zhì)體Apt-ICG@Lip光熱治療研究

最后，作者為了驗(yàn)證MMD構(gòu)建靶向脂質(zhì)體的通用性，進(jìn)一步制備了多種不同用途的靶向脂質(zhì)體。除了吲哚菁綠（ICG）外，作者還選擇了FITC、NHWD-870和亞甲基藍(lán)（MB）作為模型藥物，并使用MMD制備了一種anti-Her2抗體修飾的靶向脂質(zhì)體。作者使用Apt-FITC@Lip進(jìn)行了細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，高表達(dá)PD-L1的細(xì)胞和Apt-FITC@Lip具有更明顯的結(jié)合效果。

圖7 靶向脂質(zhì)體Apt-FITC@Lip細(xì)胞實(shí)驗(yàn)

該工作提出的微流控混合器件（MMD）一步式構(gòu)建靶向脂質(zhì)體的方法，適用于多種靶向脂質(zhì)體的制備，在靶向藥物遞送系統(tǒng)（分子成像、腫瘤治療等）研究中具有巨大的應(yīng)用前景。