顾臻/朱俊杰/姜立萍最新AM封面：抗癌新材料 - 细胞器！

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寻找高效无毒的材料来提高抗癌药物的性能，是近几十年来研究的热点。精心设计的合成材料由于其不确定的生物相容性和复杂的制造工艺而显示出有限的临床转化，但是自然存在的生物材料，例如细胞、细胞膜和细胞衍生囊泡，已经成为癌症治疗的替代药物。细胞器是亚细胞水平上的生物效应器，与DNA复制、细胞代谢、蛋白质合成等生命维持活动密切相关。鉴于其相对中等的尺寸和单特异性功能，细胞器可以作为新的候选材料进行探索，以丰富用于精确疾病治疗的生物材料库。

近年来，脂滴作为一种广泛存在于脂肪细胞中的细胞器，由于其独特的结构和在脂肪代谢和产热中的重要作用，引起了人们的广泛关注。由于癌细胞可以利用脂肪细胞的脂质来支持其增殖、侵袭和转移，脂质代谢已被用作癌症治疗的靶点。作为细胞内脂质储存和运输的库，脂滴由一个脂质核心和一个磷脂单层组成，作为一个脂质缓冲系统响应代谢变化，并与其他亚细胞室相互作用以维持生理内稳态。此外，脂滴可以很容易地与其他细胞成分分离，并且可以大量获得，这为大规模生产铺平了道路。

成果简介

鉴于此，浙江大学顾臻教授、南京大学朱俊杰教授和姜立萍教授等人利用脂肪细胞中的细胞器脂滴作为一种可控且生物相容的载体，用于递送抗癌药物。成果发表在Advanced Materials上，并选为该期的内封面。

调控不同大小脂滴

将脂滴设计成一种用于癌症治疗的通用药物递送系统，因为富含脂质的隔室为亲脂性药物提供了理想的储存库，并且肿瘤细胞内与异常脂质代谢的固有联系可以被用来改善治疗结果。

为了获得含有丰富脂滴的脂肪细胞，3T3-L1前脂肪细胞首先在体外分化为脂肪细胞，在此过程中球形脂滴逐渐成熟。一旦从脂肪细胞中分离出来，脂滴就保持了它们的形态完整性，它们的大小从几百纳米到几微米不等。此外，研究人员还表明，可以通过不同剂量胰岛素的处理，可以产生不同大小的脂滴。

图|工程化脂滴和表征

特异性载药

另外，研究人员证明了在体外形成完全分化的脂肪细胞后，脂质偶联药物可以特异性地加载到脂滴中。脂滴中的脂质含量和 Pyrolipid 的 ROS 生成能力均不受载药过程的影响。因此，研究人员证明了工程化的脂滴可以通过包裹基于脂质的光敏剂，来协同增强癌症光动力疗法的疗效。

图|脂滴在癌细胞中的摄取和分布

体内外效果

在胞吞入癌细胞后，Pyrolipid@LDs在激光照射下产生 ROS，通过氧化脂滴的脂质基质进一步引起脂质过氧化。此外，脂质的过度积累和氧化应激的升高破坏了细胞内的代谢平衡，并通过内质网应激启动了细胞凋亡信号通路。体内结果以及体外评估证实了 Pyrolipid@LDs 介导的光动力疗法显示出更好的抗肿瘤功效和最小的全身毒性。

图|Pyrolipid@LDs介导的抗癌作用机制研究

小结

综上所述，该研究证实了基于脂滴的药物递送系统的概念验证。这种细胞衍生的物质在生理环境中具有良好的稳定性，在适应不同应用时具有可控的理化性质，与其他与代谢调节有关的细胞器保持相互作用，对正常器官的副作用有限，从而为临床转化提供了有前景的药物载体。

此外，冷冻干燥成粉末后，脂滴可以稳定保存，这可能会促进其进一步商业化。这种基于细胞器的递送系统可以将基于细胞的治疗启动到亚细胞水平，为药物递送提供新的视角，并为临床转化带来希望。

参考文献：

Liang, T., et al.,Adipocyte-Derived Anticancer Lipid Droplets. Adv. Mater. 2021, 33, 2100629.

https://doi.org/10.1002/adma.202100629

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