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Exosome是由活细胞分泌的直径为50-100nm的膜结构囊泡。细胞内吞泡膜向内凹陷形成含有多个小囊泡的多泡内涵体后,与细胞膜融合,释放其中的小囊泡,即为exosome。Exosome由磷脂双分子层包绕,富含胆固醇、鞘磷脂、神经酰胺以及膜蛋白等,其腔内含有大量水溶性的蛋白质、核酸(mRNA,microRNA等)、脂质及多种小分子物质。研究发现,exosome不仅是细胞在新陈代谢过程中排除代谢产物的重要途径,同时也是细胞间进行物质、信息交流的重要媒介。它能够将其母细胞来源的蛋白,核酸等物质运输到受体细胞,并影响受体细胞的功能。作为一种天然的物质运输载体,exosome已经被开发运用于核酸类药物的靶向运输,并运用于阿尔茨海默病及肿瘤等疾病的治疗。与传统的药物载体相比,exosome可以从病人自身获得,从而可极大的减少载体自身的毒性及免疫原性,另外,exosome作为一种膜结构载体,能够通过其表面的膜蛋白介导与靶细胞膜融合,从而将其负载的药物直接注入受体细胞中,避免了细胞吞噬-溶酶体途径带来的药物释放及细胞毒性等问题。因此,exosome作为一种新型药物载体,具有强大的应用前景。阿霉素(Dox)是临床上广泛应用的一种抗肿瘤药物,具有广谱的抗肿瘤活性,它通过嵌入到细胞的DNA双螺旋中,对细胞产生毒性作用。然而,Dox本身并不具有细胞选择性,在杀死肿瘤细胞的同时,对正常细胞也具有强烈的毒副作用,尤其随着治疗剂量的升高而产生的严重的心脏毒性,往往限制了其应用。因此,开发一种具有肿瘤靶向性的药物载体,实现将Dox定向输送到肿瘤部位,以增加治疗效果,并减小其毒副作用具有一定的必要性。鉴于此,本研究运用exosome作为Dox载体,通过基因工程技术改造exosome,使其具有肿瘤靶向性,并应用于乳腺癌的治疗。我们选用小鼠自身来源的未成熟DC细胞(imDCs)作为exosome供体细胞,以期减少毒性,降低免疫原性,增加药物输送效率。通过转染表达肿瘤靶向肽iRGD及exosome膜蛋白Lamp2b的融合蛋白质粒,获得具有肿瘤组织靶向性的exosome结构即iRGD-Exos。利用电穿孔的方法将Dox负载到iRGD-Exos中,得到iRGD-Exos-Dox。体外细胞毒性分析结果显示,iRGD-Exos-Dox能够特异性杀死乳腺癌细胞。小鼠活体实验结果表明,iRGD-Exos显示出很好的肿瘤靶向能力,通过与肿瘤细胞的膜融合作用,可将Dox高效运送到肿瘤细胞中。在裸鼠乳腺癌肿瘤模型中,iRGD-Exos-Dox显著的抑制了肿瘤生长,并且大大降低了Dox的心脏毒性。综上所述,我们成功构建了一种生物源性抗肿瘤药物输送载体,能够高效地将Dox输送到肿瘤部位,对乳腺癌起到了显著的抑制效果,并且极大的降低了Dox的心脏毒性,显示出较好的临床应用前景。