[研究成果] 2021/04/30

新型藥物輸送系統改善心肌梗塞與胰臟癌治療

雖說頭痛醫頭,腳痛醫腳,臨床上藥物治療的難題之一卻是藥物注射進入血液循環後,常常無法有效的被輸送到要治療的病兆位置,以致效果不彰,甚至造成嚴重副作用。為了改善這個問題,中研院生醫所謝清河特聘研究員團隊利用仿生適體(aptamer)修飾新型奈米藥物載體,成功開發具高度專一性之新型標靶藥物傳輸系統,使心臟與癌症藥物均可利用搭載血液中單核球(monocyte)而被精準投遞至患處,因而改善實驗動物心肌梗塞與胰臟癌治療效果。本研究已於4月23日刊登於《科學進展》 (Science Advances)

 

謝清河表示很多疾病(如心肌梗塞與癌症)都會伴生發炎反應,誘發循環系統中的單核球(白血球的一種)增加,隨著疾病推進,單核球穿過微血管進入患處以清除壞死的細胞與調節免疫作用。利用單核球天生具有主動並能精準聚積至患處的特性,謝清河團隊開發新型奈米藥物輸送系統,透過靜脈注射的方式,讓適體修飾的微脂體搭載在循環系統中的單核球表面,隨後被投遞至患處進行藥物釋放。

 

謝清河團隊透過「細胞-配體指數增強系統進化技術」(Cell-Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment, Cell-SELEX),從超過一千兆(1015)的隨機單股寡聚核酸分子庫中篩選出對單核球親和性最高的適體。經過適體修飾的微脂體對於小鼠與人類單核球細胞株具有結合專一性,一旦進入血液循環中,即可主動貼附單核球細胞表面,進而伴隨著單核球一同穿過微血管,最終累積於患處。

 

謝清河說明適體修飾新型奈米藥物傳輸系統具備製備簡易、穩定度高、可保存、可包覆多種藥物及可被運用在多種疾病治療等特性。團隊利用適體修飾微脂體包覆心肌保護藥物IOX2,靜脈注射後藉由單核球將藥物攜帶至心肌受損處,在小鼠心臟缺血/再灌注損傷(ischemia/reperfusion injury)疾病模式中,有效提升IOX2在受損心肌的累積量,進而降低心肌壞死、促進血管新生,並提高存活率。

 

研究團隊進一步將抗癌藥物健擇(GEMZAR; Gemcitabine)包覆在適體修飾的微脂體中,證明在小鼠胰臟癌模式下,通過循環系統單核球的運送,大幅度提高腫瘤中抗癌藥物的濃度、減低骨髓/肝/腎副作用、縮小腫瘤體積以及改善小鼠的存活率。

 

論文第一作者黃三珊為中研院-台大轉譯醫學學程博士生,共同第一作者包含本院生醫所博士後研究員陳泓志與前本院生醫所研究助理李庚融,研究團隊成員還包括化學所李賢明副研究員、應科中心陳培菱研究員、臺大醫學院外科田郁文教授、美國威斯康辛大學麥迪遜分校幹細胞與再生醫學中心主任Timothy Kamp博士與美國華盛頓大學生物工程系James Lai副教授等。研究經費主要由中研院主題計畫支持。

 

該論文已於美東時間4月23日刊載於Science Advances期刊,文章標題為〈Immune cell shuttle for precise delivery of nanotherapeutics for heart disease and cancer〉。

 

新聞聯絡人:

謝清河特聘研究員,中央研究院生物醫學科學研究所

(Tel)02-2789-9170,phsieh@ibms.sinica.edu.tw

黃三珊,中央研究院生物醫學科學研究所

(Tel)02-2789-9074,cmbv1234@gmail.com

陳佩玲,中央研究院生物醫學科學研究所行政室

(Tel)02-2789-9002,lydia@ibms.sinica.edu.tw


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