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杂化细胞膜仿生纳米药物递送体系用于肿瘤治疗的研究

作者:www.willnano.com 日期:2023-11-10 点击:645
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基于纳米颗粒载体的药物递送系统(nano-drug delivery system,NDDS)能够优化治疗药物在体内的分布,通过增强渗透滞留效应和血管渗透优先聚集在肿瘤部位,提高传统药物的治疗效率。然而,大多数纳米载体材料由于"外来"成分,易被免疫系统迅速清除,因此在肿瘤部位的整体积累率较低。以细胞膜作为纳米载体材料来源,具有毒副作用低、生物相容性高、特别是保留源细胞膜活性及与特定配体的相互作用等特点。利用细胞膜包覆纳米载体的仿生策略增强了纳米载体的功能,如红细胞膜和血小板膜能够增强药物在体内的循环时间和免疫逃逸,癌细胞膜具有同型靶向的能力,白细胞膜具有炎症部位靶向性等,根据源细胞的特性和疾病治疗的要求灵活选择细胞膜,因此细胞膜仿生技术在肿瘤的早期诊断、靶向和精准治疗方面优势愈加凸显。然而单一类型细胞膜构建的仿生纳米载体功能也较为单一,逐渐不能满足生物医学的不同需求。杂化细胞膜可以将不同的细胞膜生物功能集合成一体化的仿生纳米平台,使其表现出2种或多种类型细胞膜的交叉特征,显著增强仿生纳米载体的功能,扩大仿生载体的可供选择数量,也为肿瘤的个性化治疗提供更多的选择性。因此,本文对近年来以杂化细胞膜构建的仿生纳米药物递送体系的制备、表征以及不同类型杂化细胞膜在肿瘤治疗中应用的研究进展进行综述。

1.1 杂化细胞膜囊泡的制备

杂化细胞膜主要来源于无核细胞和真核细胞2种细胞类型,需根据细胞类型选用特定的方法来分离和提取细胞膜。对于无核细胞,如红细胞和血小板,首先将全血进行离心收集细胞,之后采用低渗或反复冻融的方式裂解,离心纯化收集细胞膜。大部分的真核细胞则需要从组织提取分离或培养后富集,采用反复冻融、低渗或声的方式裂解细胞膜,通过差速离心法将细胞膜从细胞器中分离出来。将不同来源的细胞膜以一定的比例混合,通过水浴声使膜碎片转化为细胞膜囊泡,若要获得大小均匀的膜囊泡,可在声后结合挤压法,通过聚碳酸酯膜反复挤压。

1.2 杂化细胞膜仿生纳米载体的制备

杂化细胞膜仿生纳米载体是将不同细胞膜杂化后包覆在纳米载体表面,主要有物理挤压法、声法或声法与物理挤压法联用以及微流控系统。物理挤压法是通过挤压产生的机械强度使细胞膜包裹纳米内核,该方法能够获得大小均匀的纳米颗粒,并且膜蛋白保存完整,由于操作较为复杂不适用于大规模制备。声法可使细胞膜囊泡和纳米内核在声波作用下自发地形成核壳结构,操作简单且节约原材料,适用于批量制备,但膜涂层容易不均匀导致大小不均一。微流控技术是将纳米内核和杂化细胞膜囊泡分别通过2个入口注入系统,通过"S"型通道进行混合,在电穿孔区施加电脉冲促使纳米内核进入杂化细胞膜囊泡,较后从出口获得杂化细胞膜仿生纳米载体,制备方法复杂但具有高通量的优点。

1.3 杂化细胞膜仿生纳米载体的表征

证实杂化细胞膜仿生纳米载体构建成功通常从以下3个方面进行表征。(1)荧光定位:使用不同颜色的荧光染料(如DiI红色染料和DID绿色染料)在融合前分别标记2种细胞膜,通过荧光共聚焦显微镜观察纳米载体表面荧光分布,证明细胞膜是否融合成功。(2)形态结构特征观察:醋酸铀酰阴性染色后,透射电子显微镜观察纳米载体是否具有核-壳结构;动态光散射测量尺寸与内核相比是否增加,以及表面Zeta电位的变化。(3)生物活性检测:十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析比较仿生纳米载体表面全蛋白和原始细胞膜蛋白;Western Blot或Elisa等方法分析特异性蛋白标记物,验证细胞膜特异性膜蛋白是否被保留。

       2.结语与展望

近年来,杂化细胞膜仿生技术取得了显著进展,与传统的表面修饰的纳米颗粒和单型细胞膜包覆的纳米颗粒相比,该方法显著提高了药物靶向能力和血液循环时间,表现源细胞免疫逃逸和肿瘤靶向等生物学特性。将不同类型的细胞膜与癌细胞膜融合来逃避免疫系统识别和清除,是一种有效的肿瘤治疗策略。随着细胞膜仿生技术不断研究和临床探索应用,根据疾病类型选择细胞膜来源,确定膜蛋白组分和功能以及不同细胞膜的投料比例,并对其生物安全性和有效性进行充分的评估,基于杂化细胞膜的仿生NDDS将在肿瘤治疗以及精准个性化医疗领域发挥更大的潜能。

        Q231110F

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