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科普日常 | Click On, Click Off:外泌体工程化研究“新武器"

发布时间:2024-07-24    浏览量:0



引言

在生物医学的广袤领域中,外泌体正逐渐从幕后走向台前,成为科研和临床应用的焦点。外泌体,这些微小却蕴含巨大潜力的细胞外囊泡,正引领着我们对细胞间通讯、疾病诊断和治疗的全新理解。


外泌体是由细胞主动分泌的纳米级膜囊泡,直径通常在 30 - 150 纳米之间。它们就像细胞派出的“信使”,携带着丰富的生物信息,包括蛋白质、脂质、核酸等,穿梭于细胞之间,传递着重要的信号。这些小小的囊泡在细胞的生理和病理过程中发挥着至关重要的作用。在正常生理状态下,外泌体参与了细胞的生长、分化、免疫调节等过程。而在疾病发生时,它们的含量、组成和功能往往会发生改变,成为疾病诊断的潜在标志物。


随着研究的深入, 其在作为治疗药物或载体的优势逐渐成为研究人员关注的热点。现阶段多种靶向修饰策略正在开发,以期提高外泌体对特定组织或器官的靶向特异性,拓展外泌体在精准医疗领域的应用前景,这就不得不提到一个关键的技术——点击化学。

图 | 点击化学2022年诺贝尔化学奖获得者

点击化学以2022年诺贝尔化学奖的获得被广为关注。点击化学,以其高效、特异性强的特点,为外泌体的功能化修饰和应用注入了强大的动力。通过点击化学反应,我们能够对外泌体进行精准的修饰和改造,就像是给外泌体穿上了“定制的外衣”,让它们能够更有效地靶向特定细胞或组织,为疾病的诊断和治疗带来新的希望[1]。通过精心设计的点击化学反应,我们能够在外泌体的表面或内部精确地连接各种功能性分子,实现对其的定制化改造。

图 | 点击化学反应机制

例如,利用点击化学将靶向配体连接到外泌体表面,使其能够精准地识别并结合病变细胞,提高药物递送的效率和特异性。这种靶向治疗策略有望减少药物对正常组织的副作用,为癌症等疾病的治疗带来新的希望[2]。不仅如此,点击化学还可以用于在外泌体中装载治疗性药物。通过巧妙的化学反应,将药物稳定地封装在外泌体内部,并在特定的环境下实现可控释放,从而达到更好的效果[3]


此外,点击化学与外泌体的结合还为疾病的诊断和监测提供了创新的手段。通过将荧光标记物与外泌体进行点击化学连接,可以实现对疾病的实时成像和追踪,为临床医生提供更准确、更及时的诊断信息[4]

图 | 通过点击化学将荧光探针偶联到EXOs上进行生物成像,用于体外体内的实时成像跟踪

虽然外泌体点击化学的研究仍处于不断发展和完善的阶段,但已经展现出了令人瞩目的前景。未来,我们期待看到更多基于这一技术的创新成果涌现,为人类健康带来更多的福祉。相信在不久的将来,外泌体点击化学将不仅仅是实验室中的研究热点,更将成为临床治疗和诊断的有力工具,开启生物医学领域的新篇章。


】文章内容旨在科普细胞知识,进行学术交流分享,了解行业前沿发展动态,不构成任何应用建议。

参考文献

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[1] Wang J, Wang M, Jiang N, et al. Emerging chemical engineering of exosomes as “bioscaffolds” in diagnostics and therapeutics[J]. Genes & Diseases, 2023, 10(4): 1494-1512.

[2] Jia G, Han Y, An Y, et al. NRP-1 targeted and cargo-loaded exosomes facilitate simultaneous imaging and therapy of glioma in vitro and in vivo[J]. Biomaterials, 2018, 178: 302-316.

[3] Deng M, Guo R, Wang Y, et al. Curbing exosome communications via introducing artificial membrane receptors for metastatic pancreatic cancer therapy[J]. Advanced Materials, 2023, 35(39): 2303736.

[4] Xu L, Faruqu F N, Liam-Or R, et al. Design of experiment (DoE)-driven in vitro and in vivo uptake studies of exosomes for pancreatic cancer delivery enabled by copper-free click chemistry-based labelling[J]. Journal of extracellular vesicles, 2020, 9(1): 1779458.



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