子刊|水果也会用纳米技术?因能治疗癌症,还登上 Nature 和 Cell 子刊!( 二 )


 子刊|水果也会用纳米技术?因能治疗癌症,还登上 Nature 和 Cell 子刊!
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图片来源:Cancer Research
该研究以 Grapefruit-derived nanovectors use an activated leukocyte trafficking pathway to deliver therapeutic agents to inflammatory tumor sites 为题刊登在 2015 的 Cancer Research 上 [2]。
「穿衣服」也不是 GNVs 的唯一特长。
1 年后的 2016 年,张皇阁教授团队在 Molecular Therapy 与 Oncotarget 分别发表两篇题为 Grapefruit-derived Nanovectors Delivering Therapeutic miR17 Through an Intranasal Route Inhibit Brain Tumor Progression[3] 与 Grapefruit-derived nanovectors deliver miR-18a for treatment of liver metastasis of colon cancer by induction of M1 macrophages [4] 的论文,报道了他们使用 GNVs 搭载 MicroRNA,并成功在体内抑制肿瘤,甚至脑部肿瘤的研究,将 GNVs 的「乘客列表」进一步增加。
截止至这篇论文发表时,张皇阁教授团队已经证明水果中的 GNVs 能够搭载蛋白,质粒,小片段 RNA 以及小分子药物,几乎涵盖了纳米载体的所有「货物」。
在确认了 GNVs 能够搭载 miRNA 后,张皇阁教授团队有了一个更加大胆的想法,那就是人类或许不会是第一个享用植物纳米载体所搭载「货物」的物种。
由于此前有研究证明,植物可以通过外泌体与肠道微生物互动,所以作者假设,肠道微生物早就在人类之前享用过了植物纳米载体中搭载的物质,而这种物质就是 miRNA。
在进行了筛选过后,张皇阁教授团队在姜中发现了一种类似于 GNVs 的纳米颗粒,由于其具有外泌体的性质,所以研究团队将其命名为姜类外泌体纳米颗粒(Ginger exosome-like nanoparticles, GELN)。他们发现肠道微生物在纳米科学出现以前,就与这些纳米颗粒产生了互动。
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图片来源:Cell Host & Microbe
2018 年 11 月 14 日,张皇阁教授带领团队在 Cell 子刊 Cell Host & Microbe 上刊登了题为 Plant-Derived Exosomal MicroRNAs Shape the Gut Microbiota 的研究 [5],报道了植物 GELN 中的 miRNA 是如何塑造人体的肠道微生物的。
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图片来源:Cell Host & Microbe
研究团队首先发现 GELN 能增加肠道中乳酸杆菌科与拟杆菌科 S24?7 的数量,这一点与从 GELN 中分离出来的 RNA 相似。所以作者认为 GELN 能够将 RNA 传递到肠道菌群中,并影响后者的种群构成。
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图片来源:Cell Host & Microbe
进一步的鉴别后,作者发现 GELN 中的 RNA 可以调节乳酸杆菌科中鼠李糖乳杆菌的基因与蛋白表达,而后者可以通过 AHR 通路诱导白细胞介素 22 的表达,并抑制溃疡。
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图片来源:Cell Host & Microbe
同时,作者还通过一系列试验,找到了起调节作用的植物 miRNA 以及鼠李糖乳杆菌中受影响的基因,以及具体的细胞信号通路,揭开了植物是如何通过「纳米科技」塑造肠道微生物,并抑制溃疡发生的秘密。
除了葡萄柚与姜,张皇阁教授也发现其他蔬果中存在大量能够用于药物递送的纳米结构。基于上述这些研究,张皇阁教授除了葡萄柚与姜,团队已经申请了 12 项专利。
这些来源于水果的「纳米杀手」,由于其更低的毒性,以及容易制备的特点,也得到了资本的青睐。
目前张皇阁教授团队正与医药公司合作,试图把「水果纳米药物」真正的推向市场。