藥物-蛋白質(zhì)相互作用在確定藥物分子進(jìn)入體內(nèi)的命運(yùn)和反應(yīng)的過程中非常重要。這種相互作用的一些實(shí)例包括藥物與生物靶標(biāo)的結(jié)合。另一種更常見的相互作用類型是藥物與血漿蛋白質(zhì)的結(jié)合血清白蛋白（HSA）和α1-酸性糖蛋白（AGP）。作為血漿中最豐富的蛋白質(zhì)，HSA由585個(gè)氨基酸組成，具有三個(gè)結(jié)構(gòu)同源結(jié)構(gòu)域，可以很容易地接受化學(xué)物質(zhì)作為供體。因此，它在各種內(nèi)源性和外源性物質(zhì)以及治療劑的處置中起主要作用。通常，順鉑與HSA之間的反應(yīng)被認(rèn)為是鉑（Pt）在血漿中結(jié)合的主要途徑.它們的相互作用基本上是不可逆的，并且所得產(chǎn)物在治療上是無活性的.鑒于此，下一代Pt絡(luò)合物，Pt（IV）前藥，通過在軸向位置引入功能化配體，可以在細(xì)胞溶質(zhì)還原下分解成有毒的Pt（II）藥物。該修飾促進(jìn)了對(duì)HSA的可逆非共價(jià)吸收，而不是在體循環(huán)期間的穩(wěn)定共價(jià)綴合。

最近，以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得了巨大的發(fā)展和進(jìn)步，有望徹底改變無數(shù)重要疾病的診斷和治療，如預(yù)期的那樣具有較低的毒性作用，通過歸巢轉(zhuǎn)移具有更高效力。許多納米顆粒（NPs）被開發(fā)用于保護(hù)Pt免受血漿清除并促進(jìn)其細(xì)胞溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn).一種多功能NP平臺(tái)，可提供順鉑前藥和REV1/REV3L特異性siRNAs，對(duì)前列腺異種移植小鼠模型的人淋巴結(jié)癌中腫瘤抑制的協(xié)同作用比鉑單藥治療顯著更有效.Pt（IV）前體藥物負(fù)載的半胱氨酸基聚NPs已顯示逆轉(zhuǎn)順鉑的前景，通過基于二硫化物基團(tuán)的GSH清除過程對(duì)異種移植腫瘤的抵抗力.

作為最豐富的循環(huán)細(xì)胞類型之一，巨噬細(xì)胞可以優(yōu)先被乳腺癌募集以加速惡性轉(zhuǎn)移，因此占原位腫瘤腫塊中一半以上的細(xì)胞。外泌體是40-150 nm膜包裹的囊泡。哺乳動(dòng)物細(xì)胞通過多泡體與質(zhì)膜融合分泌.已經(jīng)證明外泌體專門用于長距離細(xì)胞間通訊，促進(jìn)蛋白質(zhì)和/或核酸的轉(zhuǎn)移，以便隨后在受體細(xì)胞中調(diào)節(jié)。器官向性自然遺傳自親代細(xì)胞賦予外泌體一系列表面粘附蛋白和特定載體配體，用于精確的貨物穿梭。此外，在體內(nèi)固體中具有增強(qiáng)穩(wěn)定性的同種異體外泌體，可以作為摻入的貨物的“隱形斗篷”，減少單核的清除率，吞噬細(xì)胞系統(tǒng)（MPS），以及避免毒性和免疫原性。因此，巨噬細(xì)胞衍生的外泌體作為藥物遞送平臺(tái)的應(yīng)用可能是乳腺癌靶向治療的潛在策略，因?yàn)樗鼈兙哂歇?dú)特的腫瘤歸巢能力。

在此，基于對(duì)計(jì)算模擬提供的原子水平的宿主客體相互作用本質(zhì)的獨(dú)特見解，模擬長鏈脂肪酸酯結(jié)構(gòu)并且指定為Pt（lau）的優(yōu)化的Pt（IV）前藥通常由對(duì)稱官能化的順鉑氧化物，其中兩個(gè)軸向配體都是飽和的月桂酸酯。熒光猝滅證明該結(jié)構(gòu)基序?qū)⒋龠M(jìn)Pt（lau）與HSA的締合，最終構(gòu)建Pt（lau）HSA NP，然后通過卵磷脂穩(wěn)定。為了解決納米藥物臨床轉(zhuǎn)化中令人困惑的次優(yōu)問題，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一種生物激發(fā)的巨噬細(xì)胞（RAW 264.7）衍生的外泌體，創(chuàng)建為Rex，作為對(duì)接NP的腫瘤特異性穿梭。通過使Pt（lau）HSA NP和Rex的混合物經(jīng)歷環(huán)狀超聲和快速超速離心，產(chǎn)生用于體外和體內(nèi)評(píng)價(jià)的仿生Pt（lau）HSA NP載體外泌體平臺(tái)，表示為NPs / Rex。與游離順鉑不同，NPs / Rex以獨(dú)特的方式促進(jìn)乳腺癌靶向Pt遞送:( 1）NPs / Rex被積極募集到原位腫瘤部位和轉(zhuǎn)移性肺結(jié)節(jié)，然后有效地內(nèi)化到腫瘤細(xì)胞中; （2）攝取后，Pt（lau）被還原為順鉑，以通過上調(diào)的還原劑，例如谷胱甘肽（GSH），金屬硫蛋白（MT）和抗壞血酸來完成癌癥殺滅的任務(wù)。因此，期望這種利用內(nèi)源性蛋白質(zhì)和同種異體外泌體作為藥物遞送載體的策略，將對(duì)穩(wěn)健且安全的Pt化學(xué)療法的發(fā)展產(chǎn)生寶貴的見解，以抑制乳腺癌的增殖和轉(zhuǎn)移。

Figure 1:用于乳腺癌有效化療的Pt（lau）HSA NPs加載的外泌體平臺(tái)（NPs / Rex）的示意圖。包含Pt（lau），HSA和卵磷脂的Pt（lau）HSA NPs用從RAW 264.7細(xì)胞分離的外泌體包被。將得到的仿生藥物遞送系統(tǒng)注射到血管中，表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性和長循環(huán)特性，然后累積在原位腫瘤部位和轉(zhuǎn)移性肺結(jié)節(jié)中通過增強(qiáng)的通透性和保留（EPR）效應(yīng)和自然器官向性。在有效吸收后，NPs/Rex將貨物釋放到胞質(zhì)溶膠中，其將Pt（lau）HSA NPs分解并將Pt（lau）還原為順鉑。高水平的細(xì)胞內(nèi)順鉑引起嚴(yán)重的DNA損傷，因此通過誘導(dǎo)線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡極大地促進(jìn)腫瘤壞死。

Figure 2:（A）在不存在和存在Pt（IV）前藥的情況下HSA的熒光發(fā)射光譜。 （B）Pt（lau）與HSA的氨基酸殘基之間的相互作用模型。 （C）將Pt（IV）HSA NP包封到Rex中的示意圖。 （D）Pt（lau）HSA NP和（E）NPs/Rex的粒子大小和zeta電位。 （F）Pt（lau）HSA NPs和（G）NPs/Rex的TEM圖像。 （H）當(dāng)被捕獲到珠子上時(shí)，Rex和NPs / Rex用特異于巨噬細(xì)胞標(biāo)記的Alexa Fluor 488標(biāo)記的抗體染色：Alix，TSG101，F(xiàn)lotillin 1，CD9，Hsp70，LFA-1，如以及同種型對(duì)照，并通過流式細(xì)胞術(shù)分析。在磷酸鹽緩沖的0,0.1和5.0mM NaAsc下，（I）Pt（lau）HSA NPs和（J）NPs/Rex的Pt釋放曲線。

Figure 3:（A）與DilNPs/Rex以0.5和5.0μg/ mL孵育1,4和8,12和24小時(shí)的4T1細(xì)胞的平均熒光強(qiáng)度（MFI）。 （B）4T1細(xì)胞中NPs / Rex的內(nèi)吞機(jī)制。 （C）孵育6小時(shí)后順鉑，Pt（lau）HSA NP和NPs/Rex在4T1細(xì)胞中的亞細(xì)胞分布。 （D）孵育6小時(shí)后順鉑，Pt（lau）HSA NP和NPs/Rex在4T1細(xì)胞中的DNA平板化。 （E）用順鉑，Pt（lau）HSA NP和NPs/Rex處理細(xì)胞的體外細(xì)胞毒性。 （F）用順鉑，Pt（lau）HSA NP和NPs/Rex處理的4T1細(xì)胞的細(xì)胞活力的雙色核染色， （G）用順鉑，Pt（lau）HSA NP和NPs/Rex以10μM處理的4T1細(xì)胞的流式細(xì)胞術(shù)分析。 （H）用順鉑，Pt（lau）HSA NP和NPs/Rex孵育的4T1細(xì)胞的線粒體膜電位。 （I）用PBS，HSA，Rex，順鉑，Pt（lau）HSA NP和NPs/Rex孵育的4T1細(xì)胞的ROS水平。 （J）用HSA，Rex，順鉑，Pt（lau）HSA NP和NPs/Rex孵育的4T1細(xì)胞的半胱天冬酶3/7活性。

Figure 4:（A）向SD大鼠單次靜脈內(nèi)注射后順鉑，Pt（lau）HSA NP和NPs/Rex的藥代動(dòng)力學(xué)曲線。 （B）將乳腺癌細(xì)胞原位注射到小鼠乳腺脂肪墊中的方案。 （C）在攜帶4T1腫瘤的BALB/c小鼠中DiR，DiR-Pt（lau）HSA NP和DiR-NPs/Rex的生物分布。 （D）從C量化的每個(gè)組織的相對(duì)熒光信號(hào)。

Figure 5:（A）化療期間攜帶4T1腫瘤的BALB/c小鼠脂肪墊中的原位腫瘤體積。 （B）各種制劑與PBS相比的原位腫瘤抑制率。 （C）全身治療后來自攜帶4T1腫瘤的BALB/c小鼠的典型原位腫瘤。 （D）H＆E和（E）TUNEL用于每組的原位腫瘤。

 Figure 6:（A）化療后攜帶4T1腫瘤的BALB/c小鼠肺部轉(zhuǎn)移性結(jié)節(jié)的數(shù)量。 （B）各種制劑的轉(zhuǎn)移性結(jié)節(jié)抑制率與PBS相比。 （C）全身治療后來自4T1荷瘤BALB/c小鼠的典型肺組織，其具有可視化的轉(zhuǎn)移性結(jié)節(jié)。 （D）每組肺部轉(zhuǎn)移性結(jié)節(jié)的H＆E。

此外，進(jìn)行原位腫瘤的免疫組織化學(xué)以說明NPs/Rex的增強(qiáng)的腫瘤殺傷機(jī)制。據(jù)報(bào)道，Pt化療藥物通過線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，其中由DNA損傷誘導(dǎo)的p53上調(diào)是重要的起始因.在p53基因表達(dá)后，Bax/Bcl-2比率增加證明線粒體破壞激活了caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)。首先檢查了上述蛋白質(zhì)的活性，以驗(yàn)證確實(shí)發(fā)生了線粒體依賴性細(xì)胞凋亡。免疫組織化學(xué)染色顯示從用NPs/Rex處理的小鼠收集的原位腫瘤中p53-，Bax-和半胱天冬酶3-陽性細(xì)胞的水平顯著增加。這些結(jié)果與先前的體外凋亡測(cè)定一致，表明NPs/Rex通過誘導(dǎo)線粒體功能障礙增強(qiáng)程序性細(xì)胞死亡。與細(xì)胞凋亡相反的是增殖，其變異在Pt化療中起關(guān)鍵作用。因此，通過PCNA的免疫組織化學(xué)測(cè)試鑒定原位腫瘤的增殖狀態(tài)，PCNA是介導(dǎo)細(xì)胞復(fù)制的關(guān)鍵因子。如所預(yù)期的，在NPs/Rex處理組中觀察到PCNA陽性細(xì)胞核的最大降低。因此，可以得出結(jié)論，NPs/Rex通過同時(shí)激活細(xì)胞凋亡和抑制增殖來實(shí)現(xiàn)腫瘤殺傷的任務(wù)。

總之，在計(jì)算模擬的預(yù)測(cè)的鼓勵(lì)下，成功地合成了一種新的氧化還原響應(yīng)性Pt（IV）前藥，即Pt（lau），它能夠通過疏水相互作用與氫鍵連接到HSA上,形成Pt（lau）HSA NPs。為了特異性地靶向乳腺癌的原位腫瘤和家庭轉(zhuǎn)移性肺，將被稱為Rex的巨噬細(xì)胞衍生的外泌體工程化以包封對(duì)接NP。本報(bào)告進(jìn)行了一系列系統(tǒng)研究，以提高對(duì)這種載有Pt（lau）HSA NP的外泌體平臺(tái)（NPs/Rex）的抗腫瘤作用的理解。光譜技術(shù)證實(shí)Pt（lau）埋在HSA表面下，它們的結(jié)合涉及幾個(gè)氨基酸殘基。流式細(xì)胞術(shù)證明，經(jīng)典的巨噬細(xì)胞表面標(biāo)志物均在Rex和NP摻入的Rex上表達(dá)，表明從親代細(xì)胞遺傳的器官向性。因此，在血液系統(tǒng)中由這種生物激發(fā)的涂層驅(qū)動(dòng)，具有更長循環(huán)時(shí)間和改善的生物安全性的NPs/Rex可優(yōu)先在腫瘤部位積聚，最明顯地在原位脂肪墊和轉(zhuǎn)移性肺中積累，然后以高效率快速內(nèi)化到腫瘤細(xì)胞中。隨后，由于Pt（lau）和細(xì)胞溶質(zhì)還原劑之間的生物還原反應(yīng)，該納米平臺(tái)能夠分解和釋放其活性藥物核心，從而觸發(fā)凋亡信號(hào)并抑制細(xì)胞增殖以實(shí)現(xiàn)乳腺癌殺滅的任務(wù)。由于Rex在肺組織中聚集的優(yōu)異能力，這種NPs/Rex可以進(jìn)一步適應(yīng)消除非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）。此外，還證明巨噬細(xì)胞衍生的外泌體，在沒有任何修飾的情況下穿透哺乳動(dòng)物的血腦屏障（BBB），因此，該平臺(tái)在治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）疾病方面也具有很大的前景。

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