四川大学高会乐教授课题组Adv Sci综述:脑靶向传递系统的再审视-CRITID级联传递策略
脑部疾病(例如脑肿瘤、神经退行性疾病、中风等)是人类健康和生命的一大主要威胁。目前对于这些脑部疾病的预防和治疗主要是以小分子药物为主。然而,由于绝大多数获批准的药物和潜在的候选治疗药物无法有效地穿过血脑屏障(Blood-brain barrier, BBB)以及无法选择性地传递至病灶部位,导致其治疗效果有限且存在一定副作用。因此,如何有效地协助治疗药物跨过BBB并特异性地传递至疾病靶细胞,同时提高药物在靶细胞的浓度显得尤为重要。
近年来,随着纳米技术的不断进步,一系列纳米载体被用于靶向传递药物至脑疾病部位,包括脂质体、胶束、聚合物纳米粒、无机纳米粒等。这些脑靶向纳米传递系统在克服BBB和靶向传递治疗药物的临床前研究中展示了巨大的潜力。其中,最为常见的脑靶向传递系统是通过表面修饰特异性配体,这些配体在进入系统循环后能够主动识别BBB上的受体,从而实现药物的主动靶向传递。由于在传递过程中大量损失、组织非特异性分布、靶细胞蓄积量有限以及脱靶副作用等问题,绝大多数的脑靶向纳米传递系统的传递效率和治疗效果依然不尽如人意。这也是脑靶向纳米药物依然无法取得批准进入临床应用的原因。因此,如何合理地设计脑靶向纳米传递系统已获得更高效的,更特异性的传递是研究人员的一个研究重点。
需要指出的是,合理设计脑靶向纳米传递系统需要对整个传递过程以及过程中可能存在的问题有深入的认知,而不仅仅需要考虑受体识别以及BBB的克服。其在血液循环,脑内皮细胞,脑实质以及疾病靶细胞中的传递命运同样需要被重视。在过去20多年里,复旦大学蒋新国研究员团队一直致力于脑部高效靶向递药系统的设计。高会乐博士2013年从该团队毕业后进入四川大学工作,并进一步深入开展相关研究。基于此基础,蒋新国研究员和高会乐教授对脑靶向纳米传递系统的整个过程进行了全面的总结并提出了“六步级联”脑靶向传递策略—CRITID。CRITID级联传递策略即血液循环(Circulating in systemic blood)、BBB上受体识别(Recognizing receptor on BBB)、脑内皮细胞的胞内运输(Intracellular transport within brain endothelial cell)、进入脑实质后疾病细胞的靶向(Diseased cell Targeting after entering brain parenchyma)、疾病细胞的内吞(Internalization by diseased cell)以及最后的细胞内药物释放(Intracellular Drug release)(图一)。通过将整个递送过程分为六个步骤,他们寻求对每一步骤中可能限制递送效率的问题或者特殊要求进行了剖析,以尽可能地减少每一步的损失并最大化递送效率。同时,他们回顾了当前用于解决这些问题的相关策略,并重点介绍一些满足这些特殊要求的最新脑靶向纳米传递系统设计。最后展望了CRITID级联传递策略与其他脑靶向传递策略(包括蛋白质冠介导脑靶向传递以及BBB瞬时开放)的联用潜力。总而言之,CRITID级联传递策略可以作为设计指南,用于设计针对各种脑部疾病的更有效,更特异性的脑靶向纳米传递系统的。此外,CRITID级联传递策略对于优化现有脑靶向纳米传递系统并推进其进入临床研究有一定积极作用。
图1.CRITID级联脑靶向纳米传递系统的传递过程示意图。治疗药物的总传递效率取决于CRITID每一步骤的传递效率。
相关研究成果以Rethinking CRITID procedure of brain targeting drug delivery: circulation, blood brain barrier recognition, intracellular transport, diseased cell targeting, internalization, and drug release (CRITID)为题在线发表于《Advanced Science》杂志上。四川大学博士生阮少波(现为美国佛罗里达大学博士后研究人员)为该论文的第一作者,四川大学高会乐教授为该论文的通讯作者。
论文链接:
http://doi.org/10.1002/advs.202004025
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