J Nanobiotechnology：抗癌药物递送的“超级载体”——橄榄纳米囊泡（ODNVs）

癌症，作为当今世界的重大健康挑战，其治疗一直是医学研究的焦点。近年来，药物递送系统（DDS）在癌症治疗领域发挥着越来越重要的作用，它能够提高药物疗效、降低毒性，并实现精准治疗。纳米技术的发展更是为DDS带来了新的机遇，众多纳米载体如脂质体、纳米颗粒等被广泛研究。然而，合成纳米颗粒在临床应用中面临着免疫不耐受、稳定性差等问题。在此背景下，天然来源的细胞外囊泡（EVs），尤其是植物来源的纳米囊泡（PDNVs），因其生物相容性和低免疫原性等优点，逐渐成为研究热点。

近日，美国亚利桑那大学Frederic Zenhausern研究团队在J Nanobiotechnology发表了题为Physical, biochemical, and biological characterization of olive-derived lipid nanovesicles for drug delivery applications的研究论文。该研究发现橄榄来源的纳米囊泡（ODNVs）具有作为抗癌药物递送系统的巨大潜力，为其在癌症治疗中的应用提供了有力依据。

研究人员从橄榄果实中成功分离出ODNVs，并对其进行了全面的表征。ODNVs呈现出纳米级尺寸，平均直径约为109.5 nm，与大多数植物来源的纳米囊泡尺寸相似，且具有良好的均匀性。通过冷冻电镜观察，ODNVs呈现出圆形，部分为多层结构，且含有膜蛋白的双层膜结构清晰可见。膜流动性分析显示，ODNVs的相变温度为49.5 °C，表明其膜成分复杂且有序。此外，ODNVs表面带有负电荷，Zeta电位值为-20 ± 1 mV，这有助于其在体内的稳定性和细胞摄取。在蛋白标志物方面，ODNVs中TET8和PEN1蛋白表达明显高于橄榄果实，提示其可能源于细胞外。脂质组学分析更是鉴定出3240种独特脂质，不同来源的橄榄制备的ODNVs在脂质组成上存在差异。

图1. ODNV大小、形态和生化含量的表征

ODNVs的生物相容性是其作为药物递送系统的关键特性。研究发现，ODNVs对肺癌（A549）和卵巢癌（SKOV3）细胞的毒性极低，在二维和三维细胞培养中均未引起明显的细胞死亡。同时，ODNVs对正常内皮细胞（HULEC-5a）无免疫原性，不会诱导促炎细胞因子的释放。这意味着ODNVs在体内应用时，有望避免炎症反应，为药物递送提供安全的载体。更令人惊喜的是，ODNVs能够高效地被癌细胞摄取，进入细胞内部，为药物的精准递送奠定了基础。

在药物递送过程中，ODNVs需要面对各种复杂的体内环境。研究表明，ODNVs对高温、高盐、酸碱环境和机械变形具有出色的耐受性，能够在不同的环境条件下保持稳定，确保药物的有效递送。在储存方面，ODNVs在4 °C的水中可稳定储存长达1个月，甚至在添加海藻糖后，冷冻或冻干条件下也能保持较高的回收率。这一特性为ODNVs的长期储存和运输提供了便利，有利于其在临床中的广泛应用。

ODNVs作为药物载体的有效性在抗癌药物阿霉素（dox）的负载和释放实验中得到了充分验证。研究人员通过被动孵育的方法，成功将dox负载到ODNVs中，且负载过程未改变ODNVs的物理性质。在细胞实验中，负载dox的ODNVs对癌细胞的杀伤效果显著优于游离的dox，无论是在二维细胞培养还是三维肿瘤球模型中，都能有效抑制癌细胞的生长。这表明ODNVs能够显著提高抗癌药物的疗效，为癌症治疗带来新的希望。

图2. 使用ODNV将化疗药物递送到2D和3D肺癌和卵巢癌细胞

总体而言，ODNVs在药物递送应用中展现出了卓越的性能，其合适的物理化学性质、良好的生物相容性、高稳定性和出色的药物负载能力，使其成为抗癌药物递送的理想候选者。未来，ODNVs有望在癌症治疗领域发挥重要作用，为癌症患者带来新的治疗选择。相信随着进一步的研究和开发，ODNVs将为癌症治疗带来更多的突破和希望。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Zhao Z, Lacombe J, Simon L, et al. Physical, biochemical, and biological characterization of olive-derived lipid nanovesicles for drug delivery applications. J Nanobiotechnology. 2024;22(1):720. Published 2024 Nov 18. doi:10.1186/s12951-024-02964-w