“守土卫士”中性粒细胞（Neutrophils）是人体循环系统中最丰富的先天免疫细胞，是抵抗感染的第一道防线。已有研究表明，中性粒细胞可以通过对肿瘤细胞的直接细胞毒性、抗体依赖的细胞毒性以及招募其他效应细胞来清除肿瘤细胞。不仅如此，中性粒细胞可释放活性氧、过氧化氢等细胞毒性底物介导肿瘤细胞杀伤。此外，中性粒细胞可激活Fas/FasL(Fas配体)凋亡信号通路，直接促进肿瘤细胞死亡。因此，中性粒细胞是一种抵抗肿瘤的“利器”。中性粒细胞衍生外泌体外泌体（Exosomes）是一类具有重要功能的胞外囊泡（EVs），维系着细胞间的相互交流。而近来的研究显示，从免疫细胞衍生的外泌体则展现出了与其来源细胞类似的强效抗癌活性。不仅如此，研究人员也已尝试利用中性粒细胞衍生EVs来治疗关节炎和败血症。然而，由于中性粒细胞的寿命较短、外泌体的产量降低，对于中性粒细胞衍生外泌体（N-Ex）在癌症治疗中的应用至今还未进行深入地探索。近期，江医院的房新建副主任医师、江苏大学的张徐教授和荷兰格罗宁根大学的HélderA.Santos等人联合报道了性粒细胞衍生外泌体（N-Ex）可通过递送细胞毒性蛋白质以及激活半胱氨酸蛋白酶信号通路来达到诱导肿瘤细胞凋亡目的的研究。不仅如此，研究还制备了修饰超顺磁性氧化铁纳米颗粒的N-Ex，以实现更加高效的肿瘤靶向治疗作用。研究显示，装载了化疗药物DOX的超顺磁性N-Ex在外源磁场的作用下可高效靶向富集在肿瘤位点，发挥强力的抑制肿瘤增殖的作用。相关工作以“Engineeredneutrophil-derivedexosome-likevesiclesfortargetedcancertherapy”为题发表在ScienceAdvances。一、N-Ex的制备为了制备N-Ex，研究从健康供体的外周血中提取中性粒细胞，并将其置于无外泌体培养基中进行培养。经过培养分离后，通过电镜可观察到N-Ex具有杯状形貌，粒径则在30-纳米的范围。流式细胞术和共聚焦成像表征则显示，N-Ex可被肿瘤细胞高效摄取（图1）。进一步体外和体内实验则表明，N-Ex处理的细胞中，断裂的半胱氨酸蛋白酶-3、半胱氨酸蛋白酶-7、半胱氨酸蛋白酶-9、聚腺苷二磷酸核糖聚合酶等表达显著提升，同时N-Ex中则出现了FasL、颗粒酶A、颗粒酶B和穿孔素等蛋白质，说明这些蛋白在N-Ex诱导肿瘤细胞死亡的过程中扮演了重要的角色。图1N-Ex的提取和表征二、超顺磁性N-Ex考虑到N-Ex再肝、脾等脏器的滞留会严重影响治疗效力，研究人员进一步利用转铁蛋白-转铁蛋白受体相互作用将超顺磁性氧化铁纳米颗粒修饰到N-Ex上，形成超顺磁性N-Ex以提高其肿瘤靶向能力。不仅如此，基于超顺磁性纳米颗粒可提高N-Ex的磁分离效率，从而实现N-Ex的快速提取和纯化（图2）。而体内实验则证实了，在外源磁场的引导下，超顺磁性N-Ex可更加高效地富集在肿瘤位点，从而有利于N-Ex发挥治疗效力。图2超顺磁性N-Ex的磁分离及其表征三、超顺磁性类外泌体纳米囊泡药物载体仿生类外泌体纳米囊泡在先前的研究中已经被证明是一种简易可靠的药物载体，因此在本项研究中，作者也检验了超顺磁性类外泌体纳米囊泡作为药物载体的可能性。为了实现这一目的，作者制备了装载化疗药物DOX的脂质体，随后将该脂质体与中性粒细胞一同孵育产生携带DOX的中性粒细胞，并在最后通过序列挤出方式制备了载药类外泌体纳米囊泡NNV-DOX。WB检测显示，中性粒细胞的一些代表性蛋白如CXCR4、胞间粘附分子等均保留在了NNV上，更重要的是FasL、颗粒酶A、颗粒酶B和穿孔素等蛋白质也在NNV上进行表达。进一步地，这一NNV-DOX与超顺磁性纳米颗粒键连产生超顺磁性NNV-DOX，即SPION-NNV-DOX。在磁场作用下，SPION-NNV-DOX可选择性富集在肿瘤位点，并通过激活半胱氨酸蛋白酶相关细胞凋亡通路和DOX的化疗效力有效抑制肿瘤的生长并延长活体模型的生存率。结论：在本研究中，研究从健康供者外周血中性粒细胞中分离出外泌体进行N-Ex的制备，并阐释了N-Ex可通过激活凋亡信号通路对肿瘤细胞产生细胞毒性。作者还开发了一种从中性粒细胞中分离外泌体的快速磁分离方法，并赋予N-Ex双重肿瘤靶向能力(生物靶向和磁靶向)，大大提高了其治疗效果。此外，作者也阐释了类外泌体纳米囊泡作为一种新的化疗药物递送系统的高产量制备方法。这些发现不仅证明了外泌体在中性粒细胞抗肿瘤活性中的作用，而且还证明了天然和仿生N-Ex可作为一种新的癌症治疗剂和药物递送纳米平台。文献链接：