5月22日，Small在線發(fā)表了浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院/轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院周民研究員團隊的最新研究，報道了螺旋藻（S.platensis）可以用作天然載體來構(gòu)建載藥系統(tǒng)，用于靶向遞送和熒光成像引導(dǎo)的化學(xué)療法治療乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移。作者僅通過一個簡單的步驟就可以將化療藥物阿霉素（DOX）負載到螺旋藻（SP）中，從而制備出DOX加載的SP（SP @ DOX），該藥物具有超高的藥物加載效率和PH響應(yīng)藥物緩釋作用。豐富的葉綠素賦予SP @ DOX出色的熒光成像能力，可用于體內(nèi)無創(chuàng)跟蹤和實時監(jiān)測。而且，微米級尺寸和螺旋形SP載體使所制備的SP @ DOX能夠被動地靶向肺部，并顯著增強了對4T1乳腺癌肺轉(zhuǎn)移的治療功效。最后，未遞送的載體可以通過腎臟清除而被生物降解而沒有明顯的毒性。此處描述的SP @ DOX提出了一種新穎的生物混合策略，用于靶向藥物遞送和有效治療癌癥轉(zhuǎn)移。

癌癥轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致乳腺癌高死亡率的主要原因，表現(xiàn)為乳腺癌細胞從原發(fā)性腫瘤侵入遠處的器官，例如肺，肝，骨和腦。轉(zhuǎn)移性乳腺癌在很大程度上是無法治愈的，其五年生存率僅為20％左右。60％至70％的乳腺癌死亡是在肺部轉(zhuǎn)移。臨床上，手術(shù)后轉(zhuǎn)移性乳腺癌的全身治療仍主要依靠化療。然而，這種治療方法的有效性受到藥物遞送效率差的限制，在這種情況下，許多現(xiàn)有的治療藥物無法到達轉(zhuǎn)移性病變并無法充分發(fā)揮作用。為了提高抗癌藥物的靶向潛力，通常需要優(yōu)化載藥納米顆粒的尺寸控制和表面修飾，以延長其保留時間和靶向效率。然而，傳統(tǒng)納米制劑在體內(nèi)受到多種限制，例如高生產(chǎn)成本、技術(shù)挑戰(zhàn)和體內(nèi)代謝不良。因此，迫切需要找到一種可行，實用和生物安全的策略靶向轉(zhuǎn)移部位并有效地遞送藥物。在這種情況下，存在利用生物可降解的微藻遞送系統(tǒng)進行癌癥轉(zhuǎn)移治療的巨大機會。其中作者感興趣的鈍頂螺旋藻（S. platensis）含有許多可注射的治療成分，例如藻藍蛋白，類胡蘿卜素和多糖。更重要的是，作者發(fā)現(xiàn)鈍頂螺旋藻在生理環(huán)境中降解，說明其在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中具有安全性。表面帶負電荷的螺旋藻提供了通過靜電吸附裝載帶正電荷的小分子藥物的機會。此外，螺旋藻細胞膜上連續(xù)的水通道和連接孔（14-16 nm）允許小分子進入細胞膜，例如異硫氰酸熒光素，據(jù)文獻報道其具有較高的加載效率。此外， 螺旋藻中固有的葉綠素具有熒光特性，無需任何額外的熒光標記就可以在體內(nèi)進行無創(chuàng)追蹤。微藻的最新研究進展已經(jīng)證明了其在藥物裝載，靶向遞送和熒光成像方面的巨大生物醫(yī)學(xué)潛力。盡管取得了一些進步，但是其體內(nèi)應(yīng)用仍處于起步階段。

對于微藻載藥的研究大多數(shù)是在體外進行的，只有少數(shù)集中在體內(nèi)成像研究上，特別是在治療癌癥轉(zhuǎn)移方面尚未見報道。作者報道的微米級載藥螺旋藻可以很容易地被肺毛細血管捕獲而被動地靶向肺部，其螺旋結(jié)構(gòu)具有靈活的運動和旋轉(zhuǎn)能力，將有助于復(fù)雜環(huán)境中的靶向遞送。所有這些令人著迷的特性使螺旋藻成為理想的載藥微載體，可用于肺轉(zhuǎn)移的靶向遞送和圖像引導(dǎo)治療。本文中，作者構(gòu)建了一種基于螺旋藻的生物雜交策略，用于肺癌靶向轉(zhuǎn)移和熒光成像引導(dǎo)化學(xué)療法治療乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移。

未修飾的螺旋藻細胞在適當?shù)募ぐl(fā)下自發(fā)顯示強紅色熒光信號，表明螺旋藻中固有葉綠素的自發(fā)熒光特性。作者用RF-6000熒光分光光度計在552 nm激發(fā)下進一步檢查水中螺旋藻的熒光發(fā)射光譜。如先前報道，它在約660 nm處顯示出強發(fā)射峰，該熒光強度主要由螺旋藻中的葉綠素貢獻。通過同時利用帶負電的螺旋藻和帶正電的DOX分子之間的非共價靜電相互作用以及螺旋藻膜上的通道來進行載藥過程，而不會影響自然形態(tài)。為了制造SP @ DOX，將10 mL系列濃度的DOX（62.5、125、250、500、1000和2000 μg/mL）添加到10 mL 螺旋藻懸浮液（50 μg mL-1）中，攪拌12小時。通過離心收集制得的SP @ DOX。使用紫外-可見光譜和熒光光譜檢測計算出不同藥物/載體比率的藥物裝載效率和包封效率。在所選定的DOX濃度下，螺旋藻的載藥量可超過85％，與以前對微/納米載體的研究相比，其載藥量更高。作者進一步評估了加載藥物2、4、6、12、24和48小時后對螺旋藻的影響。剩余DOX的紅色信號和吸光度從2到12 h穩(wěn)定下降。在24和48小時發(fā)現(xiàn)了螺旋藻的特征吸收峰，表明生物結(jié)構(gòu)遭到破壞。在12小時之前，包封效率隨載藥時間的延長而增加，此后螺旋藻結(jié)構(gòu)可能受到破壞，導(dǎo)致包封效率低，這表明螺旋藻的最佳載藥時間窗為12小時。

SP @ DOX的制造過程很容易，只需一步即可完成，其載藥效率極高，并適合大規(guī)模生產(chǎn)。作者制備的SP @ DOX具有較好的肺部蓄積和PH響應(yīng)的藥物持續(xù)釋放，從而顯著增強化療藥物在肺轉(zhuǎn)移中的治療效果和保留時間。此外，SP @ DOX在雙峰熒光成像上顯示出出色的性能，可在體內(nèi)進行無創(chuàng)跟蹤和實時監(jiān)測。最后，SP @ DOX在生理環(huán)境中表現(xiàn)出生物可降解性，并且可以通過體內(nèi)腎臟清除而轉(zhuǎn)化為無毒的葉綠素，從而確保了其體內(nèi)應(yīng)用的安全性。

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