近日，上海交大电子信息与电气工程学院崔大祥教授课题组在国际著名期刊Biomaterials （影响因子：10.317）在线发表重要研究成果，在基于尿液外泌体的工程化纳米载体用于同源靶向前列腺癌治疗的研究中取得重要进展，增强了对癌症的治疗能力，为泌尿系肿瘤的治疗提供了新的方案。

基于外泌体的多功能纳米载体可用于肿瘤特异性靶向和防止免疫逃逸，然而高剂量和高纯度均质同源肿瘤来源的外泌体的纯化仍然有很大的挑战性。来自上海交通大学纳米生物医学工程研究所的崔大祥课题组的研究人员潘少君博士等克服同源肿瘤靶向外泌体获取困难的问题，另辟蹊径开发了一种基于尿液外泌体的纳米载体Exo-PMA/Fe-HSA@DOX，实现同源靶向前列腺癌低剂量化疗联合化学动力学治疗。该研究发表于国际著名期刊Biomaterials上。

近年来，大量的研究致力于将细胞膜制备成仿生材料，赋予源细胞复杂的功能，例如配体识别靶向、免疫逃逸和长时间的血液循环等特性，而这些特性对于有效地将药物输送到癌症病灶至关重要的。例如，将具有特殊靶向功能的癌细胞膜包裹的纳米材料运送到肿瘤部位。然而，对于有核细胞膜供体，由于其细胞核内容物的污染使得科学家很难获得大规模的高纯度膜材料，极大程度的限制了它们的生物医学应用。肿瘤来源的外泌体有望作为同源癌细胞的靶向载体，装载的药物由肿瘤细胞来源的外泌体（“特洛伊”木马）装载逃过巨噬细胞系统的识别，而且对与其相似的肿瘤细胞具有自我识别后的靶向功能。

基于尿液外泌体的纳米载体用于增强协同低剂量化疗/化学动力学同源靶向的个性化治疗

相比较癌细胞的培养液来源，泌尿系肿瘤患者的尿液来源的外泌体为靶向同源的泌尿系肿瘤提供了一个良好的药物治疗策略。根据课题组先前的研究，改进后的外泌体提纯策略可以大规模获取前列腺癌患者尿液中高纯度的外泌体，然后作为充足的载体用于肿瘤细胞同源性靶向诊疗 。

尿液外泌体的定性和表征

尿液外泌体上的膜蛋白抗原CD47的表达可以避免单核吞噬系统（MPS）对纳米颗粒的清除。另外，在前列腺癌患者的尿液外泌体上也检测到E-钙粘着蛋白（E-cadherin），已证实其具有对同源癌细胞具有粘附趋向能力。同样，在最终的纳米材料上，细胞核靶标组蛋白（Histone 3，H3），胞内蛋白靶标COX IV未曾检测到，说明外泌体的膜抗原在纳米探针的制备过程中被选择性地保留。由于外泌体膜的介导和“特洛伊”伪装，纳米探针更容易进入细胞。

Exo-PMA/Fe-HSA@DOX 纳米载体的体外催化性能表征及微环境变化的影响

随后，Fe3O4纳米颗粒在微酸性肿瘤环境（pH 5.5）下通过Fenton效应催化细胞内源性H2O2产生毒性·OH，毒性·OH和低剂量DOX会有效协同引发癌细胞的凋亡。此外，外泌体可以使更多的纳米颗粒富集到肿瘤部位，从而提高细胞内·OH和DOX水平，并增强对EGFR及其下游AKT /NF-κB/IκB信号传导的抑制。总体而言，同源靶向性可以显著改善其癌症靶向和滞留能力，从而增强对癌症的治疗能力。基于前列腺癌患者尿液外泌体的治疗前列腺癌的策略为泌尿系肿瘤的治疗提供了新的方案。

Exo-PMA/Fe-HSA@DOX纳米载体诱导增殖抑制和促进凋亡的信号通路示意图

上海交通大学为上述工作第一完成单位，电子信息与电气工程学院纳米生物医学工程研究所博士研究生潘少君为该论文的第一作者，上海交通大学电子信息与电气工程学院仪器科学与工程系崔大祥教授和张倩助理研究员为该文章的共同通讯作者。