與炎癥相關(guān)的化學(xué)和生理變化是先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分。由于許多疾病與局部炎癥增加有關(guān)，因此將藥物引導(dǎo)至發(fā)炎部位可能是一種強(qiáng)大的治療策略。炎癥內(nèi)皮細(xì)胞的一個(gè)共同特征是血管細(xì)胞粘附分子-1（VCAM-1）的上調(diào)。
基于納米粒子的平臺(tái)，尤其是那些用主動(dòng)靶向配體功能化的平臺(tái)，有可能成為管理與炎癥相關(guān)的各種疾病的強(qiáng)大工具。最近，細(xì)胞膜涂層技術(shù)在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起了相當(dāng)大的關(guān)注。從紅細(xì)胞到癌細(xì)胞，幾乎任何類型的細(xì)胞膜均可包裹在納米顆粒的表面，從而導(dǎo)致具有增強(qiáng)功能的納米制劑可定制的特定應(yīng)用。特別地，細(xì)胞膜包裹的納米顆粒已被證明是由于它們延長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間和疾病歸巢能力。這些仿生納米粒子的靶向能力通常由在源細(xì)胞上表達(dá)的蛋白質(zhì)介導(dǎo)，這賦予了納米粒子與各種疾病底物特異性相互作用的能力。
此外，可以使用來(lái)自基因工程源細(xì)胞的膜來(lái)開(kāi)發(fā)細(xì)胞膜包被的納米粒子，而不是依靠后加工方法來(lái)引入額外的功能。
鑒于此，加州大學(xué)圣地亞哥分校張良方、Ronnie H. Fang等人利用基因工程對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行改造，以包裹納米粒子用于靶向炎癥部位。成果以題為“Genetically engineered cell membrane–coated nanoparticles for targeted delivery of dexamethasone to inflamed lungs”發(fā)表在Science Advances上。
已知發(fā)炎的內(nèi)皮細(xì)胞會(huì)上調(diào) VCAM-1 的表達(dá)以募集免疫細(xì)胞，其對(duì)應(yīng)的配體為VLA-4，但是呢，這是一種復(fù)雜的多組分膜結(jié)合配體，否則使用傳統(tǒng)合成策略是不可能加入的。因此，采用基因工程方式并利用極晚期抗原-4（VLA-4）和VCAM-1之間的特異性親和力來(lái)產(chǎn)生能夠靶向炎癥的仿生納米顆粒制劑。此外，還將一種強(qiáng)效抗炎藥地塞米松 (DEX) 被用作模型有效載荷，用于治療炎癥。
圖|用于將藥物靶向遞送至發(fā)炎肺的基因工程細(xì)胞膜包被的納米粒子
研究人員首先在體外測(cè)試了最終納米制劑在不影響 DEX 活性的情況下靶向發(fā)炎細(xì)胞的能力。然后，使用內(nèi)毒素誘導(dǎo)的肺部炎癥的小鼠模型在體內(nèi)評(píng)估治療效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，仿生納米顆粒在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了顯著的治療效果。
圖|炎癥靶向納米顆粒的研制與表征
圖|體內(nèi)靶向、安全性和治療效果
總體而言，這項(xiàng)工作利用生物膜涂層的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，利用自然發(fā)生的靶標(biāo)-配體相互作用來(lái)設(shè)計(jì)額外的靶向特異性。這突出了使用基因工程技術(shù)擴(kuò)展細(xì)胞膜包被技術(shù)的廣泛用途的優(yōu)勢(shì)。特別是，這種方法的普遍應(yīng)用將使研究人員能夠通過(guò)使用自然界中發(fā)生的靶點(diǎn)-配體相互作用來(lái)簡(jiǎn)化新的靶向納米制劑的開(kāi)發(fā)。結(jié)合細(xì)胞膜涂層固有的生物相容性和生物界面特性，這里介紹的工作可能會(huì)引發(fā)具有精細(xì)功能的仿生納米醫(yī)學(xué)的新浪潮。
參考文獻(xiàn)：
Genetically engineered cell membrane–coated nanoparticles for targeted delivery of dexamethasone to inflamed lungs. Science Advances 2021.
DOI: 10.1126/sciadv.abf7820
https://advances.sciencemag.org/content/7/25/eabf7820
