Advanced Materials ：浙大顾臻团队与南大朱俊杰团队合作研发脂肪细胞衍生的抗癌脂滴

近年来，寻求高效且安全低毒的材料改善抗癌制剂的性能已成为研究者们不断追寻的重要目标。天然的生物材料，例如细胞，虽具有较好的生物相容性，但也时常面临组成成分复杂，活性不稳定、调控机制尚待完善等局限性。细胞器是诸多生理活动在亚细胞层面的效应器，在细胞内多种生理功能发挥过程中起到了重要作用。鉴于其相对适中的尺寸、独立的功能及与多种生理活动的密切关联性，浙江大学顾臻教授团队和南京大学朱俊杰/姜立萍教授团队合作，利用脂肪细胞衍生细胞器——脂滴（Lipid droplet），开发了一种新型抗癌制剂，在小鼠模型上实现了癌症的高效治疗，丰富了脂滴这一生物衍生材料在医药领域的应用，具有潜在临床转化前景，相关工作于7月1日发表在最新一期的Advanced Materials 上，并被选为封面文章。文章第一作者为梁亭西子博士。

脂滴是一种脂肪细胞中含量丰富的细胞器，由富含膜蛋白的单层磷脂分子层包裹中性脂类物质组成，具有纳米到微米级的尺寸，与机体脂类物质代谢和能量供应直接相关。脂滴作为脂肪细胞内脂质存储和迁移的中转站，可对外界脂质代谢水平变化进行响应，将体内过量的游离脂肪酸以甘油酯的形式存储在其疏水内核中，以缓解过量脂质堆积造成的脂毒性，也可以在机体需要时释放出脂肪酸以供给营养物质和能量，维持代谢环境的稳态。

作者首先探索了脂肪细胞体外培养及脂滴提取的可能性，结果表明提取的纳米到微米级尺度的脂滴保留了结构的完整性、生理条件下的稳定性和与其他细胞器进行通讯交流的功能，并且其理化性质如尺寸和寸分布均可调控以适应不同应用场景（图1）。

图1 A. 脂肪细胞分化培养及载药脂滴制备过程。B. 脂滴经染色后（绿色）在共聚焦显微镜下的图像。C. 脂滴电镜图。

随后作者发现，由于脂滴存储脂肪的特点，脂质修饰的药物（光动力学治疗制剂）可选择性地在脂滴富集（图2A）。鉴于脂质修饰在药物研发领域是一种通用的前药制备策略，脂滴理论上也可通过负载不同脂质修饰的药物应用于包括放化疗、光疗、免疫治疗等在内的多种治疗模式，应用范围广阔，从而验证了脂滴作为通用型药物递送载体的可行性。

图2 A. 脂质修饰的药物。B. 单独药物及载药脂滴对癌细胞的半抑制浓度。C. 载药脂滴抗肿瘤机理。

在肿瘤细胞模型中，载药脂滴能通过包括活性氧产生、脂质过氧化、内质网压力升高在内的一系列途径，进行脂质代谢干预，显著提高治疗效果，使得药物对癌细胞的半抑制浓度（IC50）降低6.0倍（图2B和2C）。动物实验结果也证明载药脂滴具有显著的肿瘤生长抑制效果和较好的生物相容性。

该研究为从脂滴这一细胞器着手，发展了高效的抗癌药物递送体系，为药物递送体系的构建提供了新的思路。生命体系中的各种生理活动，如脂质代谢、肿瘤发生等，错综复杂但又高度有序，这其中的调控机制及所涉及到的细胞器或其他细胞元件有待研究者去探索发现，并巧妙加以应用。

参考资料

[1] Tingxizi Liang et al., Adipocyte-derived anticancer lipid droplet. Adv. Mater., 2021, 33, 2100629.