Mol Pharm最新研究解锁牛奶新用途！细胞外囊泡搭载光神霉素，给胶质瘤治疗“开新局”

在谈癌色变的今天，脑肿瘤中的胶质母细胞瘤（GBM）堪称 “恶魔” 般的存在。它恶性程度极高，对传统治疗手段有着很强的抵抗性。即便接受了手术、放疗和化疗，患者的中位生存期通常也只有12-14个月，令人痛心。这主要是因为GBM的肿瘤细胞具有高度异质性，而且血脑屏障像一道坚固的防线，阻挡了化疗药物进入肿瘤，导致耐药和频繁复发。所以，寻找更有效的治疗方法迫在眉睫。

近期，发表于Mol Pharm的一项研究Development and In Vitro Characterization of Milk-Derived Extracellular Vesicle-Mithramycin Formulations for Potential Glioma Therapy带来了新的曙光。研究人员探索了用牛奶来源的细胞外囊泡（mEVs）搭载光神霉素（Mit-A），用于治疗胶质母细胞瘤的可能性。光神霉素是一种有潜力的抗肿瘤药物，能通过与富含GC序列的DNA结合，干扰SP家族转录因子与基因启动子的结合，从而抑制肿瘤生长，在包括胶质母细胞瘤在内的多种癌症治疗中展现出希望。然而，其严重的全身毒性和肝毒性，大大限制了它在临床上的应用。

研究人员首先从水牛乳中提取了mEVs，并对其进行了全面的表征分析。通过动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）等技术检测发现，分离出的mEVs平均直径为125.6 ± 2.78 nm，多分散指数（PDI）为0.083 ± 0.02，ζ电位为-15 ± 0.57 mV ，且具有典型的细胞外囊泡标记物TSG101、HSP70和CD63，这证实了其纯度和完整性。

随后，研究人员利用冻融法将光神霉素封装到mEVs中，成功制备出mEV(Mit-A)制剂，其封装效率达到58%。封装后，mEV(Mit-A)的直径略微增加到131.8 ± 6.9 nm，PDI为0.081 ± 0.006，ζ电位降低至-17 ± 2.0 mV 。

图 1：牛奶来源细胞外囊泡（mEVs）和mEV(Mit-A)的综合分析

在一系列实验中，mEV(Mit-A)制剂展现出了令人期待的性能。体外跨上皮转运实验表明，相较于游离的光神霉素，mEV(Mit-A)能更有效地转运光神霉素穿过Caco-2细胞的上皮屏障，这对口服给药系统至关重要。在模拟唾液、胃液和肠液的环境中，mEV(Mit-A)制剂也表现出良好的稳定性，其粒径和PDI在不同消化液中没有显著变化。

药物释放实验结果显示，在模拟不同生理pH条件下（pH 3.0、7.0和6.8），mEV(Mit-A)制剂中的光神霉素呈现出时间依赖性释放。在3小时内，光神霉素的释放量在不同pH环境下相对稳定，而在24小时时，在pH 6.8的磷酸盐缓冲液（PBS）中释放量达到最大。与之对比，游离的光神霉素在3小时内就几乎完全释放。

图 2：mEV(Mit-A)在生理流体中Mit-A的体外释放曲线

生物相容性实验使用小鼠成纤维细胞系（L929）进行，结果表明，mEV(Mit-A)制剂的生物相容性明显优于游离的光神霉素。游离光神霉素在浓度超过150 nM时表现出显著的细胞毒性，而mEV(Mit-A)制剂在浓度达到250 nM时仍具有较好的生物相容性。在评估肝毒性的实验中，以HepG2细胞为模型，研究发现mEV(Mit-A)制剂能够有效减轻光神霉素诱导的肝毒性，因为它不会显著诱导BTG2基因表达，而游离光神霉素会使BTG2基因表达明显增加。

在对U87和LN-229胶质母细胞瘤细胞系的研究中，mEV(Mit-A)制剂展现出强大的抗肿瘤活性。它能显著抑制细胞增殖，其半最大抑制浓度（IC₅₀）比游离光神霉素低约2倍。划痕实验证实，mEV(Mit-A)制剂能够显著抑制细胞迁移。进一步研究发现，mEV(Mit-A)制剂可通过PARP1介导的线粒体途径诱导细胞凋亡，同时还能抑制SP1通路及其下游靶基因MYC、VEGF的表达，并上调P21的表达，从而抑制肿瘤生长和进展。

图 3：Mit-A和mEV(Mit-A)处理对胶质瘤细胞系的剂量反应曲线

图 4：Mit-A和mEV(Mit-A)对胶质瘤细胞系迁移的抑制作用

综上所述，这项研究表明mEV(Mit-A)制剂在胶质母细胞瘤治疗方面展现出巨大潜力。它不仅提高了光神霉素的生物利用度和治疗效果，还显著改善了其生物相容性和安全性。mEV(Mit-A)制剂有望成为一种创新的口服药物递送系统，为胶质母细胞瘤患者带来新的希望。期待未来能有更多深入研究，推动这一成果从实验室走向临床，真正造福患者。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Patnam S, Singh AD, Ali MS, Thakur BK, Rengan AK, Manda SV. Development and In Vitro Characterization of Milk-Derived Extracellular Vesicle-Mithramycin Formulations for Potential Glioma Therapy. Mol Pharm. Published online March 26, 2025. doi:10.1021/acs.molpharmaceut.4c01189