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Biomimetic Exosome-Sheathed Magnetic Mesoporous Anchor with Modification of Glucose Oxidase for Synergistic Targeting and Starving Tumor Cells

材料科学 葡萄糖氧化酶 生物相容性 纳米技术 微泡 生物物理学 磁性纳米粒子 表面改性 体内 外体 细胞毒性 药物输送 纳米颗粒 生物化学 化学 体外 生物 生物传感器 生物技术 物理化学 冶金 小RNA 基因
作者
Mengran Li,Qunfei Tai,Shun Shen,Mingxia Gao,Xiangmin Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (23): 29634-29644
标识
DOI:10.1021/acsami.4c02337
摘要

Efficient protection and precise delivery of biomolecules are of critical importance in the intervention and therapy of various diseases. Although diverse specific marker-functionalized drug carriers have been developed rapidly, current approaches still encounter substantial challenges, including strong immunogenicity, limited target availability, and potential side effects. Herein, we developed a biomimetic exosome-sheathed magnetic mesoporous anchor modified with glucose oxidase (MNPs@mSiO2-GOx@EM) to address these challenges and achieve synergistic targeting and starving of tumor cells. The MNPs@mSiO2-GOx@EM anchor integrated the unique characteristics of different components. An external decoration of exosome membrane (EM) with high biocompatibility contributed to increased phagocytosis prevention, prolonged circulation, and enhanced recognition and cellular uptake of loaded particles. An internal coated magnetic mesoporous core with rapid responsiveness by the magnetic field guidance and large surface area facilitated the enrichment of nanoparticles at the specific site and provided enough space for modification of glucose oxidase (GOx). The inclusion of GOx in the middle layer accelerated the energy-depletion process within cells, ultimately leading to the starvation and death of target cells with minimal side effects. With these merits, in vitro study manifested that our nanoplatform not only demonstrated an excellent targeting capability of 94.37% ± 1.3% toward homotypic cells but also revealed a remarkably high catalytical ability and cytotoxicity on tumor cells. Assisted by the magnetic guidance, the utilization of our anchor obviously inhibits the tumor growth in vivo. Together, our study is promising to serve as a versatile method for the highly efficient delivery of various target biomolecules to intended locations due to the fungibility of exosome membranes and provide a potential route for the recognition and starvation of tumor cells.
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31#42 无敌最俊朗
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32#40 云瑾
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总排名
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3#709 科研小民工
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