类生物膜具有与细胞膜高度的相像性，因而具有极高的生物安全性和抗生素递送潜能,本文将衔接上文从不同来源的细胞膜的角度出发简单举出类生物膜膜载药递送体系在抗肺癌领域中的应用｡
1.红细胞膜包被的纳米颗粒递药体系
红细胞在体内主要负责输运氢气,在人体血液系统中的寿命可达120天｡这些就能长时间循环在血液系统中的特点也是纳米递药体系十分须要的一个理想功能,主要是由红细胞表面的CD47分子和一系列补体调节蛋白在内的标志物介导的｡右图展示的最初的研究示意图,将体外获得红细胞经低渗处理离心后得到红细胞膜碎片,之后将其经超声和机械挤压等过程得到红细胞膜衍生的囊泡,将其与由聚乳酸(PLGA)制成的聚合物内核一起共挤出得到红细胞包裹的PLGA纳米颗粒｡借助生物透射电镜(TEM)和动态光散仪(DLS)表征方式进行了表征后均表明红细胞膜包裹在了纳米颗粒的表面｡值得注意的是将此种仿生纳米颗粒静脉注射到大鼠体内时,纳米颗粒才能在血液系统循环更长的时间,消除半衰期达到40小时,远远优于PEG修饰效率｡这些长循环特点得益于天然红细胞膜,这些循环特点可以帮助纳米体系在抗肺癌医治过程中提高EPR效应,发挥其应用潜力｡
借助低渗处理的方式从红细胞中提取细胞膜,通过与聚合物的纳米颗粒物内核一起共挤出得到红细胞膜包被修饰的纳米颗粒｡红细胞膜仿生纳米颗粒保留了好多与原始红细胞膜同样的表面标志物,如CD47作为红细胞膜的标志性分子标记物还能帮助免疫逃避和延长血液循环｡
2.白细胞膜包被的纳米颗粒递药体系
白细胞是血液循环中除红细胞之外的又一细胞主体成份,包括多种发炎细胞,有中性粒细胞,树突状细胞,巨噬细胞,嗜酸性粒细胞和肥大细胞,以及淋巴细胞等｡白细胞广泛存在于血管和淋巴管以及其他组织中,大多数白细胞可以做变型运动,这促使她们极易在血管和淋巴管之间迁移｡慢性发炎已被定义为癌症的主要特点之一,病变细胞通过各类吸引白细胞的细胞因子和趋化因子来招募各类白细胞为自己所用,使之成为被病变细胞同化的各类癌症相关细胞｡其中之一的癌症相关的巨噬细胞因其因其增生趋化性而成为癌症靶点的有希望的抗生素递送载体｡右图是用巨噬细胞膜包被的金纳米颗粒用于癌症的光热医治示意图,只要是借助金颗粒的近红外特点和巨噬细胞膜表面分子CD45､CD1111a和寡糖分子所介导的免受吞噬细胞吞噬的作用及靶点病变灶高增生的特点,在743nm的激光照射下形成理疗效应,用于消融病变｡
a)巨噬细胞作为膜囊泡的来源,拿来在金纳米颗粒产生镀层｡b)巨噬细胞膜的包被可以保护金纳米球壳免受巨噬细胞的摄入和帮助提高癌症富集,金纳米颗粒核芯才能在激光照射下形成电疗作用用于癌症消融｡
3.病变细胞膜包被的纳米颗粒递药体系
近些年来也有科学家用病变细胞膜来作为仿生膜包裹纳米颗粒,病变细胞膜所能提供的作用主要有两方面,一是她们拥有靶点病变灶的同源靶点能力;二是癌症细胞膜表面携带有好多癌症相关抗体,这些由体外处理后的癌症细胞膜包被的纳米体系还能将癌症抗体运输到病变部位,以剌激天然免疫反应的发生,从而来杀伤癌症细胞,癌症细胞膜的这些作用首次在借助黄色素瘤细胞膜包裹PLGA纳米颗粒的应用上得到否认｡图3展示的是将携带有乳癌相关抗体和同型联接抗体的癌症细胞膜包被在聚合物纳米颗粒内核上用于癌症抗体的递送和癌症的同源靶点｡类似的工作也有科学工作者借助几种不同癌症细胞膜与不同的免疫佐剂整合在一起拿来包裹纳米颗粒用于提高癌症免疫医治疗效｡
用癌症细胞膜包被的聚合物纳米颗粒就能递送大量的癌症抗体给免疫细胞,用于杀伤病变的免疫细胞的加工和处理,肿瘤细胞膜表面富含同型黏附分子,在经过包被后,这种黏附分子能保留在纳米颗粒表面用于抗生素的癌症靶点递送｡
4.病菌外泌体囊泡包被的纳米颗粒递药体系
尽管细胞膜包被技术几乎都是以喂奶植物细胞作为仿生膜的来源,但也有借助原核细胞生物的细胞膜作抗肺癌的相关研究｡如各类革兰式阴性真菌在生长过程中会形成大量真菌外膜囊泡(OMV),其内部富含对真菌生存至关重要的影响因子,另外因为这种OMV表明富含多种真菌抗体如脂寡糖LPS,已被用于各类癌症卡介苗的研究｡应用OMV作为癌症卡介苗研究的优势在于可以采用膜挤出､超声等方式,将真菌外囊酿制成粒径在30~50nm大小的规格,这是经皮下注射进行淋巴运输的理想规格｡右图展示的就是借助真菌形成的外膜囊泡来包裹包被金纳米颗粒以推动机体抑菌免疫效应的提高,当将其作为卡介苗接种于大鼠后,通过对引流淋巴结的剖析显示,抗体呈递的树突状细胞数目降低并且成熟水平更高,从而诱导活化的效应T细胞数目降低,致使免疫因子IFN-γ和IL-17水平也明显提高,这对调节细胞免疫都是非常重要的,并且在进行癌症细胞杀伤过程中也发挥重要作用｡
真菌分泌的外膜囊泡富含大量的真菌表面抗体,将其用于包被包裹金纳米颗粒能有效推动树突状细胞对抗体的内在化｡在注射卡介苗后,仿生金纳米颗粒才能诱导树突状细胞的成熟,形成高的抑菌滴度.
5.杂合膜包被的纳米颗递药体系
到目前为止所讨论的许多细胞类型突出了借助细胞膜镀层技术可以赋于纳米载体奇特的功能特点,有时,将多种细胞类型的功能合并到一个纳米颗粒上也是可取的,正式两种不同的生物膜整合在一起拿来包裹纳米颗粒实现功能最大化｡这一看法在红细胞与血小板的杂合膜用以增强功能的概念验证性工作中得到证明,如右图所示｡杂合膜是由两种纯化的生物膜在37°C环境中温柔搅拌制备而成,为了证明杂合膜的存在,在血小板膜上参杂福斯特共振能量转移对,一旦两膜共孵育后,萤光恢复才能被观察到,说明杂合膜的成功形成;分别用不同的萤光官能团标记的血小板膜和红细胞膜制备而成的杂合膜来包裹修饰由PLGA制成的纳米颗粒内核,通过在萤光显微镜下观察载体表面的共定位情况来验证融合的杂合膜的存在｡至于她们的理化性质,这些红细胞和血小板的杂合膜与单独一种膜包裹修饰的纳米颗粒的性质相同,并且也展示了特点性的核-壳结构｡这些的杂合膜的制备可以分别将两种不同的生物膜的功能整合在一起,赋于纳米颗粒更多的表面功能特点｡
这些用两种生物膜整合的杂合膜用于包裹纳米颗粒的形式可以保留两种细胞膜的特异性功能｡
类似的杂合膜技术还有借助病变细胞膜和白细胞膜建立的白质体,这儿是借助脂类体作为建立模块,与两种细胞膜融合,并在其中包裹疏水性放疗药紫杉醇PTX制成脂类体纳米粒,如右图｡通过对两种细胞膜的质膜成份进行体外检查和验证,采用头胸部病变异种移植大鼠模型,研究不同脂类体纳米粒的血液消除动力学､生物分布和抗肺癌疗效｡结果表明,白质体具有较长的血液循环,且在病变部位最有效地积累｡总的来说,随着细胞类型的广泛可用,当须要一组以上的细胞特定功能时,这些混和膜镀层策略有可能是有用的,须要在应用的基础上仔细考虑每种膜的相对浓度｡
各类各样的生物膜被开发应用修饰各类有机和无机纳米载体表面,这样制成的仿生纳米载体被拿来医治各类癌症,近些年来也有科学家将多种不同功能的生物膜整合在一起修饰纳米颗粒得到具有多种靶点功能的仿生载体｡而且关于仿生膜在靶向位置的抗生素释放问题极少有相关研究,即赋于仿生膜一些剌激响应功能帮助仿生载体更有效的实现抗生素释放,这对于提升癌症医治效率是非常重要的性质,也是仿生膜纳米载体功能化及实现智能响应仿生纳米载体的未来发展方向｡
6.血小板膜在仿生纳米抗生素抗肺癌中的重要作用
血小板是由机体骨髓中成熟的巨核细胞胞质开裂出来的细胞碎片,在血液循环系统中主要起到止血和凝血,支持营养和修补血管内皮的作用,除此之外血小板在调控机体的寄主免疫和发炎反应过程中也发挥重要作用｡现今有大量的实验和临床数据表明血小板在癌症发生､发展､侵袭和转移过程中具有重要作用,这主要是缘于癌症细胞与血小板的互相作用,如右图所示｡首先癌症细胞在穿过血管内皮步入血管后才能刺激活化血小板,从而介导黏附作用,比如肿瘤细胞可以高抒发P选择素糖蛋白适配体1(PSGL-1),这是一种在白细胞表面常见的蛋白,它与活化的血小板表面的P选择素具有高度亲和力;个别癌症细胞通过抒发一种平足蛋白与血小板表面C型凝集素样受体-2(CLEC-2)互相作用,诱导血小板活化与集聚｡遭到刺激活化的血小板可以跟肺癌细胞直接接触,产生一个集聚体帮助癌症细胞在血液循环中免受自然杀伤细胞的监视和杀伤,血小板不仅直接与癌症细胞发生化学作用外,还通过分泌多种生物因子如血管内皮生长因子(VEGF)､多巴胺､血浆素和内皮抑素等调控病变血管生成,因而支持癌症的进展｡据悉活化的血小板还可通过其内部的α颗粒释放转化生长因子β1(TGFβ1)来推动癌症细胞的上皮向间充质转化,这是癌症细胞入侵和转移极其重要的一步｡尽管到目前为止,大多数研究都集中在血小板在肿瘤转移和血管生成中的作用上,但近来的数据表明,血小板在癌症发展中的作用正在扩大,尤其是其对放疗耐药性和肿瘤生长的潜在贡献,这主要是由血小板释放的溶血磷脂酶(LPA)和血小板因子4(PF4)介导,推动癌症细胞的生长,另外也有新的研究表明血小板在癌症免疫抑制环境中发挥一定作用｡
癌症细胞通过旁分泌形成的白介素-6(IL-6)才能剌激肾脏形成血小板生成素,反过来,这种因子可以促使巨核细胞和血小板的形成｡这种风波的联合可以促使疾病病人体内的血小板增多和高凝状态的产生｡
鉴于血小板在癌症环境中的各类生理和病理的重要作用,越来越多的科学家尝试将血小板膜包被修饰在纳米颗粒表面,因而赋于纳米载体各类天然血小板所具有的功能,如延长纳米颗粒的血液循环时间､提高其生物相容性､增强纳米颗粒在病变部位的主动靶点能力等｡顾臻等团队就借助血小板膜表面高抒发的P选择素和卵巢癌细胞表面的CD44受体的互相作用来赋于仿生载体主动靶点特点如图8所示,仿生体系的内核是由单次乳化法得到的包载放疗药阿霉素(DOX)的纳米颗粒,再用超声挤出的方式将血小板膜包裹在内层,之后在膜上嵌入一种癌症坏死因子相关自噬络合物(TRAIL)｡以期才能实现在血小板膜介导的靶点作用下,通过TRAIL与癌症细胞表面的自噬受体结合,启动自噬讯号途径,同时提高阿霉素在癌症细胞内的大幅迸发,达到提高杀伤作用｡
a)抗生素载体TRAIL-Dox-PM-NV的主要成份:TRAIL联接在血小板衍生的膜上;Dox-NV｡b)体内CTCs的清理和TRAIL和Dox的递送｡载体可以通过血小板膜表面的P-选择素和癌症细胞的表面CD44受体的特异性黏附,随即触发的TRAIL和Dox诱导的细胞自噬讯号通路｡ⅰ)TRAIL和癌症细胞表面的死亡受体DRs受体的互相作用触发自噬讯号;ⅱ)载体的内吞;ⅲ)由溶酶体的碱性介导的TRAIL-Dox-PM-NV的解离;ⅳ)Dox的释放和在核内的集聚;ⅴ)Dox触发细胞的自噬。