近些年来,细胞膜伪装技术被广泛拿来完善纳米抗生素剂型,用于癌症等病症的确诊与医治。癌细胞膜表面的粘附分子(如粘着斑蛋白、整合素等)赋于其同源辨识和归巢特点,因而,癌细胞膜常被用作包被包裹在球状纳米颗粒表面,以提高纳米抗生素的靶点及内吞能力。但是,一个球与平面接触面积十分有限,可以视为点接触。为了充分借助细胞膜的同源靶点特点,美国国立学院DavidTaiLeong、BoonHuatBay和上海学院冯俊等研究者考虑进一步减小此接触面积,面与面的接触无疑是挺好的选择。于是,她们通过在细胞膜表面原位合成纳米金星(gold),将细胞膜抗生素体系制备成二维纳米载体系统细胞膜系统,当其与细胞接触时(可视为面接触),如同贴片一样黏附在目标部位,接触位点大大降低,靶点效率也显著提升。这在体内更有意义,血流的速率和剪切力要求纳米抗生素与靶细胞的作用更快更牢靠,进而保证抗生素借助率,并减少给用量,最终增强效果。这为细胞膜伪装的纳米抗生素的设计及临床应用提供了一种全新的思路。
图1.二维细胞膜纳米抗生素用于同源靶点提高的光热-放疗联合诊治。
该研究团队通过在细胞膜表面原位合成的纳米金星提升二维膜结构的刚性和稳定性,二维膜结构可以赋于其与靶细胞更大的接触面积,因而大大提高体内外同源靶点疗效,从而增强效果(图1)。
与细胞膜包覆的球状纳米抗生素对比显示(图2),二维细胞膜纳米抗生素与靶细胞结合时,表现出更快速更灵敏的特性。而且,在摇床回落1小时后,仍能与靶细胞牢靠结合,表现出较球状载体更强的结合力。
图2.细胞水平的同源靶点提高验证。
这些靶点提高作用在体内更为重要,由于纳米抗生素步入体内后,不可防止地遭到血流剪切力和流速的影响,靶点作用会被消弱。体内抗肺癌医治的研究结果(图3),也进一步验证了二维细胞膜纳米载体的优越性能,其癌症抑制疗效显著优于球状对照载体。未将至床应用可能涉及到使用病人自体的癌症造影组织,而这种组织材料十分有限,因而,怎么充分借助有限的自体资源,提升最终的医治疗效,也早已成为设计仿生纳米抗生素的重要考虑诱因。
图3.体内抗肺癌医治。
论文的第一作者朱静宜,目前在暨南大中学生科院生物医学工程系从事教学科研工作细胞膜系统,任副院长、硕士生导师,通信作者为美国国立学院DavidTaiLeong、BoonHuatBay院士和上海学院冯俊院士。