综述：通过牛奶来源的外泌体递送肿瘤抑制miRNA来靶向治疗胶质母细胞瘤

《Journal of Drug Delivery Science and Technology》：Therapeutic Targeting of Glioblastoma via Tumor-Suppressor miRNAs Delivered by Milk-Derived Exosomes

GBM治疗难题及乳源外泌体递送肿瘤抑制性miRNA策略研究，重点探讨MDEs作为天然纳米载体的优势，包括血脑屏障穿透、免疫原性低、靶向递送及保护miRNA稳定，揭示miR-124/137/181/128通过抑制PI3K/AKT/Notch/Wnt/β-catenin等通路逆转肿瘤进展，提出工程化MDEs与现有疗法联用的临床转化潜力。

桑贾娜·科塔巴吉（Sanjana Kotabagi）|维杰·M·库姆巴尔（Vijay M. Kumbar）|拉加维·马拉卡蒂（Raghavi Marakatti）|特鲁普蒂·贾尼瓦拉德（Trupti Janivarad）|克鲁蒂卡·洛尔苏雷（Krutika Lolsure）|曼朱拉·坎比（Manjula Kambi）|马莱斯瓦拉·拉奥·佩拉姆（Malleswara Rao Peram）|拉梅什·帕兰贾佩（Ramesh Paranjape）

普拉巴卡尔·科雷博士（Dr. Prabhakar Kore）基础科学研究中心，KLE高等教育学院（KLE大学），尼赫鲁纳加尔，贝拉加维590 010，卡纳塔克邦，印度

摘要

多形性胶质母细胞瘤（GBM）是一种高度恶性的脑肿瘤，其特征是生长迅速、对治疗具有很强的抵抗性，患者预后较差。目前的治疗方法包括手术切除、放射治疗和化疗，但由于肿瘤切除不完全、药物耐药性以及跨越血脑屏障（BBB）的挑战，这些方法的生存获益有限。肿瘤抑制microRNA（TS-miRNAs）作为GBM生物学的强大调节因子，能够调控细胞凋亡、不受控制的增殖、上皮-间充质转化（EMT）和免疫逃逸。然而，其临床应用受到安全、靶向递送效率低下的限制。本综述探讨了乳源性外泌体（MDEs）作为miRNA递送的创新生物相容性纳米载体的潜力。这些外泌体能够自然穿过BBB，具有较低的免疫原性，能够选择性摄取胶质瘤细胞，并保护miRNAs免受降解。关键的TS-miRNAs如miR-124、miR-137、miR-181和miR-128可以有效靶向主要的致癌信号通路（包括PI3K/AKT、Notch和Wnt/β-catenin），从而直接抑制肿瘤生长、侵袭和干性。通过表面修饰或基因改造，可以进一步提高MDEs的特异性、循环能力和治疗效果。本文全面探讨了TS-miRNAs在GBM抑制中的作用机制、MDEs的工程化策略以及基于MDEs的疗法与传统和新兴治疗方法的整合。

引言

多形性胶质母细胞瘤（GBM）是中枢神经系统（CNS）中最具侵袭性和致命性的脑肿瘤类型，起源于胶质细胞，与极高的死亡率相关。胶质瘤约占所有恶性原发性脑肿瘤的70%。GBM的常见临床表现包括剧烈头痛、持续性恶心和反复发作。诊断时的中位年龄为65岁。由于其快速增殖和浸润性生长的特性，完全手术切除GBM目前仍然难以实现。

目前针对GBM的治疗策略包括手术切除、放射治疗、化疗、靶向药物递送、基因治疗和各种辅助治疗手段，但其疗效仍然有限。手术切除旨在尽可能多地切除肿瘤；然而，由于肿瘤向周围健康脑组织的弥漫性浸润，完全切除常常难以实现。术后放射治疗用于清除残留的恶性细胞，而化疗（尤其是使用替莫唑胺TMZ）则针对快速增殖的肿瘤细胞。

尽管采取了这些干预措施，放射治疗在GBM管理中仍面临显著局限性。它无法清除原发病变以外的浸润性肿瘤细胞，加之肿瘤内的异质性，导致治疗抵抗性和高复发率。此外，周围正常脑组织的放射敏感性限制了剂量的增加，肿瘤细胞常发展出适应性抵抗机制，进一步降低了治疗效果。替莫唑胺作为一线化疗药物，通过DNA烷基化作用诱导G2/M期细胞周期停滞并促进细胞凋亡。然而，其临床疗效常受到炎症介导的耐药性和跨BBB药物递送不佳的影响。替莫唑胺治疗还受到全身毒性的影响以及高治疗失败率的问题，这主要是由于耐药性的出现。全身给药受到血液清除速度快、肿瘤部位积累不足和明显脱靶效应的阻碍。此外，有效的治疗还受到BBB通透性有限、药物外排活性高、凋亡信号传导受损和剂量依赖性毒性的限制。不良反应如骨髓抑制、胃肠道紊乱和认知障碍进一步降低了治疗效果。尽管取得了进展，GBM患者的中位生存期仍约为诊断后14.6个月，长期生存超过五年的病例仅占5-7%。

尽管在过去二十年里生物技术创新和临床干预措施不断涌现，GBM仍是一种无法治愈的恶性肿瘤，患者生存率几乎没有改善。当前的研究重点越来越倾向于设计能够选择性清除肿瘤细胞同时保护周围健康脑组织的靶向治疗策略。这些方法包括分子导向疗法和基因干预，旨在提高治疗效果并规避药物耐药机制。miRNAs在疗法中的作用：

研究人员正在积极探索miRNA引导的策略，以增强免疫疗法和单克隆抗体（mAb）在GBM中的疗效。miRNAs调节肿瘤生长、侵袭、药物耐药性和免疫逃逸等关键过程，使其成为有价值的治疗靶点和递送工具。恢复肿瘤抑制miRNAs或抑制致癌miRNAs可以重新激活免疫反应，使肿瘤细胞对mAb治疗敏感。将miRNAs与外泌体或纳米颗粒等智能载体结合使用，可以提高BBB穿透性、药物稳定性和肿瘤特异性递送。这种综合方法解决了药物分布不均、脱靶效应和胶质瘤干细胞抵抗等主要问题，为更精确和持久的疗法带来了希望。

miRNAs具有组织特异性表达，并能调节多种癌症相关通路。它们的下调可以激活致癌基因，而上调则可能抑制肿瘤抑制基因，使其同时具有致癌和抑制作用。例如，miR-21、miR-125b、miR-155和miR-17-92簇促进肿瘤进展和转移；miR-21的过表达驱动前B细胞淋巴瘤，而其抑制则触发细胞凋亡和肿瘤消退。相反，TS-miRNAs如miR-137、miR-128、miR-124和miR-181则抑制肿瘤生长，它们的缺失会促进恶性转化。

方法学

本综述旨在批判性地评估当前GBM治疗的现状，特别关注通过乳源性外泌体（MDEs）递送的肿瘤抑制microRNAs（TS-miRNAs）的治疗潜力。

为了全面了解该领域，我们在PubMed、Scopus、Web of Science和Google Scholar上进行了广泛的文献搜索。我们的搜索范围广泛但具有针对性，涵盖了过去20年的相关研究。

microRNA及其生物发生

microRNA（miRNAs）是长度通常为19-25个核苷酸的小型非编码RNA分子，通过转录后沉默机制调节基因表达。一个miRNA可以调控数百个mRNA的表达，这些mRNA通常位于相互关联的生物通路中。已知超过一半的miRNA基因位于易碎或与癌症相关的基因组区域，这些区域的缺失或重复表明它们参与了致癌过程。

外泌体：治疗性药物递送的天然纳米载体

外泌体是由大多数活细胞释放的纳米级囊泡，作为生物活性分子（包括蛋白质、脂质、核酸和信号因子）的天然载体。它们介导细胞间通讯，并因其低免疫原性、较长的循环时间和穿越生物屏障的能力而被认为是高效的药物递送工具。与合成载体相比，外泌体具有更好的生物相容性和靶向精度。

乳源性外泌体抗肿瘤miRNAs如何对抗GBM并增强化疗和免疫治疗效果的机制

乳源性外泌体将抗肿瘤miRNAs递送到GBM细胞，调节致癌通路以抑制肿瘤进展。miRNAs如miR-148a、let-7a和miR-21抑制剂靶向DNMT1、EGFR和PTEN，抑制增殖，恢复肿瘤抑制活性，减少血管生成和转移。装载miR-148a-3p的外泌体可抑制CADM1和STAT3信号通路，增强细胞凋亡并减少肿瘤生长，人类乳源性外泌体能够穿过BBB直接将药物递送到GBM细胞。

追踪外泌体及其靶向效应的成像技术

荧光成像是最常用的追踪外泌体的方法，其中外泌体用亲脂性染料（如PKH26/67、1,1′-二辛基-3,3,3′,3′-四甲基吲哚菁过氯酸盐（DiI）、1,1′-二辛基-3,3,3′-四甲基吲哚菁、4-氯苯磺酸盐（DiD）或近红外染料（如DiR）标记，通过共聚焦显微镜或IVIS系统观察细胞摄取和全身分布。

乳源性外泌体与其他外泌体来源在治疗应用中的比较

乳源性外泌体相比其他天然外泌体来源具有多项优势，使其特别适合治疗应用。虽然来自正常细胞（如MSCs、内皮细胞和免疫细胞）的动物细胞来源的外泌体具有内在的生物活性，但其临床应用受到产量低、可扩展性问题和批次间差异的限制；而肿瘤来源的外泌体由于在促进免疫反应中的作用而引发安全顾虑。

参与胶质瘤进展和治疗抵抗的外泌体来源miRNAs

外泌体microRNAs（miRs）在胶质瘤微环境中作为细胞间通讯的关键介质，通过多种机制促进肿瘤进展，包括增殖增强、侵袭、血管生成、免疫逃逸和治疗抵抗。miR-155-3p是胶质瘤进展和替莫唑胺抵抗的强驱动因素，在高级别胶质瘤中显著上调，它靶向Six1，破坏分化并促进肿瘤侵袭性。

临床转化的挑战与未来方向

牛源外泌体提供了一个可扩展、生物相容且无免疫原性的药物递送平台，适用于GBM治疗。它们天然能够穿过BBB，并可通过表面工程实现肿瘤特异性靶向，是合成纳米载体的有力替代品。BM-Exo可以装载化疗药物、siRNA或免疫调节剂，为克服递送障碍和推进转化纳米医学提供多功能解决方案。

结论

GBM仍然是最难治疗的癌症之一，现有治疗方法的效果有限。通过乳源性外泌体递送的TS-miRNA疗法结合了分子精确性和天然生物相容性，提供了一种创新且以患者为中心的解决方案。MDEs能够有效穿过BBB，保护治疗性miRNAs免受降解，并可进行肿瘤特异性靶向改造。临床前证据强烈支持它们提高化疗敏感性、抑制肿瘤进展的潜力。

作者贡献声明

维杰·库姆巴尔（Vijay Kumbar）：撰写与编辑、数据整理、概念构思。桑贾娜·科塔巴吉（Sanjana Kotabagi）：撰写与编辑、初稿撰写、数据整理。普拉巴卡尔·V·S·N·马莱斯瓦拉·拉奥·佩拉姆（Dr. P V S N Malleswara Rao Peram）：监督、正式分析、数据整理。曼朱拉·I·坎比（Manjula Kambi）：撰写与编辑。拉梅什·帕兰贾佩（Ramesh Paranjape）：研究、数据整理。特鲁普蒂·贾尼瓦拉德（Trupti Janivarad）：撰写与编辑。拉加维·马拉卡蒂（Raghavi Marakatti）：撰写与编辑、数据整理、概念构思。克鲁蒂卡·洛尔苏雷（Krutika Lolsure）：撰写-

未引用参考文献

[2]；[147]；[148]等。

注：

本研究中使用的AI工具仅用于语言优化，包括语法检查、句子重构和文本改写。文章中的智力内容、解释和结论完全由作者本人提出。

利益冲突声明

作者之间不存在利益冲突。