AAV、LNP 等是耳熟能详的递送工具，尤其是 mRNA 新冠疫苗的研发，将 LNP 的研发热度推上了高潮。但科学界和产业界依旧在寻找新的递送工具。近日，明斯特大学的科学家们开发出一种用糖和蛋白质成分制成的递送工具，这类工具能够被细胞吸收，将药物递送到细胞中。这篇文章以题为 Newly developed, bioinspired cell delivery vehicles 发表在 Advanced Science 杂志上。在这项研究中，科学家们为了合成新的递送工具，使用了糖化合物 —— 环糊精，其结构和性质与细胞中天然存在的某些脂质相似。与细胞质膜类似，糖结构会自行排列，形成外壳，其中包含要递送的物质。
图丨新开发的纳米容器背后的原理：基本糖结构（环糊精）包裹着要运输的货物，并由多肽外壳密封。到达细胞后，天然存在的酶会降解该外壳，从而释放货物。（来源：上述论文）
然而，仅有糖结构的递送工具随着时间的推移会丢失药物，科学家们添加了蛋白质结构（多肽），形成密封层。“为了测试需要多厚的密封层，我们改变了肽序列的长度并对其进行了定制，以便稳定地封装货物，” 化学博士生、该研究的主要作者 Sharafudheen Pottanam Chali 解释说。下一步，研究团队研究了新开发的递送工具是否以及如何被细胞吸收。他们假设，该过程涉及到内吞作用。在这个过程中，细胞膜内陷形成小囊泡，把要进入细胞内部的物质包裹起来，以此将细胞外物质转运到细胞中。为了测试这一点，研究团队使用了一种已知能够被内吞作用吸收的糖化合物（葡聚糖）。他们用红色荧光葡聚糖处理细胞培养物，同时添加装有绿色荧光物质（吡喃）的纳米容器。“在荧光显微镜下，可以看到两种物质均等地被吸收到细胞中。研究团队在人类血管细胞和癌细胞中均证实了这一点。也就是说，该研究团队开发的新型递送工具依靠自然发生的内吞作用就可以进入细胞，递送药物等活性成分。
图 | 培养中活的人类癌细胞的显微镜图像（其肌动蛋白细胞骨架已被荧光标记的鬼笔环肽染色。科学家们使用新开发的递送工具将这种有毒物质输送到细胞中，从而证明可以将通常不能穿过细胞膜的物质输送到细胞中）
新型递送工具内部的环境和细胞中的环境不同，这也使多肽外壳不稳定，容易降解，因此，该递送工具能够将药物释放到细胞中的特定位置。Sergej Kudruk 解释说：“当递送工具被膜包裹到囊泡中时，两种类型的酶就会发挥作用，这两种酶存在于内体中并且可以在特定位点促进外壳的降解。此外，所谓的还原酶会降解用于交联肽分子的二硫键。”科学家们还测试了细胞递送工具外壳的可降解性。为此，他们在递送工具中装入荧光染料，并使用胰蛋白酶和还原剂模拟部分复杂的内体微环境，处理后，染料会立即渗出。该研究团队希望能够使用直径约 150nm 的递送工具，此外，他们计划进一步开发递送工具的设计，例如，递送载体尽在某些类型的细胞，或者受到光刺激时才会释放药物。https://www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210806104322.htm
