外泌体（exosome）介导纳米颗粒外排及其在肿瘤细胞耐药性产生机制中的研究

Cellular transcytosis of nanoparticles, especially exocytotic mechanism, remains as an unclear topic in nanotoxicology. Vesicles in the form of exosomes can be actively secreted by the cells, and therefore behaving as a significant mediator for cells to communicate with each other. Preliminary data showed that exosomes could be involved in the mechanism of exocytosis. This proposal will utilize fluorescence labeled nanoparticles associated with techniques such as fluorescence tracking, electron microscope as well as molecular biology method, to study (1) whether exosomes are included in exocytosis, and (2) whether exocytosis is involved in drug resistance within tumor cells. Through this study, we may provide a basis for a better design of safe nano product and efficient nano drug.

纳米颗粒进入细胞后的转运途径，尤其是纳米颗粒如何从细胞内外排是纳米毒理学领域尚未阐明的重要科学问题。外泌体（exosome）是由细胞主动分泌的外排型囊泡，是细胞之间传递信息和物质的重要载体。研究发现exosome参与纳米颗粒外排过程，可能是纳米颗粒外排的机制之一。本项目以荧光纳米颗粒为研究对象，利用荧光示踪、电镜观察和分子生物学等手段，（1）研究exosome能否介导纳米颗粒外排及外排的机制，（2）初步探索exosome介导纳米颗粒外排在肿瘤细胞产生耐药性过程中可能的作用。通过本项目研究为设计新型生物安全性纳米产品及高效纳米药物提供理论基础。

在本项目资助下，我们建立了细胞内吞及外排纳米颗粒的研究方法，利用该方法研究了不同类型细胞，在不同生物环境中，内吞及外排不同尺寸金纳米颗粒的机制；用实验方法结合分子动力学模拟发现了氧化石墨烯抑制肺癌细胞侵袭、迁移的分子机制；建立了一种基于细胞囊泡的抗肿瘤药物输运载体，该载体有效提高了光敏药物在肿瘤中的富集，并通过光热治疗显著延长了荷瘤小鼠的生存率。本项目成果为设计生物安全性纳米材料及细胞囊泡的抗肿瘤应用提供了实验基础。在本项目资助下，在Small、ACS Applied Materials & Interfaces、Journal of Materials Chemistry B、WIREs Nanomedicine Nanobiotechnology等杂志共发表5篇SCI学术论文，总引用67次，其中一篇被选为WIREs Nanomedicine Nanobiotechnology杂志封面文章。