具有不同亲和力的单价和三价高甘露聚糖衍生物靶向结构的表面密度，会影响这些纳米载体对人血清白蛋白衍生纳米载体的细胞摄取

《Biomacromolecules》：Surface Density of Mono- and Trivalent High-Mannan-Derived Targeting Structures with Different Affinities Impacts Cellular Uptake of Human Serum Albumin-Derived Nanocarriers

研究通过合成单/三价高甘露糖靶向结构（TS），探究其在CD206和CD209受体介导的免疫细胞摄取中的影响。纳米差示扫描荧光（NanoDSF）显示TS与受体结合亲和力在低毫摩尔至微摩尔范围，单价TS的Man3结构较Man亲和力更高。体内实验表明，随着TS表面密度增加，细胞摄取呈现“最优密度 plateau”趋势（单糖）或“最优密度最大值”趋势（三糖），三价TS因空间位阻和负协同效应导致高密度修饰时效率下降，而Man3的靶向性在低密度时优于Man，高密度时则因空间限制效果逆转。

　　本研究聚焦于纳米载体（NC）在免疫细胞中的靶向递送过程，探讨了靶向结构（TS）的类型、价态和表面密度对C型凝集素受体（CLR）介导的细胞摄取效率的影响。通过对不同TS修饰的NC在免疫细胞中的实验分析，研究者希望进一步揭示靶向结构与细胞识别的相互作用机制，为未来靶向递送系统的优化提供理论支持。

在免疫治疗中，靶向递送技术旨在通过修饰纳米载体，使其能够精准地与特定细胞表面受体结合，从而提高药物的靶向性和治疗效果。这种技术可以应用于多种类型的纳米载体，如聚合物、脂质或蛋白质基的载体，它们不仅能够保护药物，还能改善药物在体内的分布和治疗效果。本研究特别关注了基于高甘露糖结构的TS，这些结构能够选择性地靶向抗原呈递细胞（APC），如树突状细胞（DC）和巨噬细胞（MΦ），通过与CLR的相互作用实现细胞内吞和后续的抗原呈递。

CLR的识别能力不仅依赖于靶向结构的几何形状，还受到其价态和表面密度的影响。通过结合不同数量的TS，可以改变纳米载体的表面特性，从而影响其与细胞的相互作用。研究发现，CLR的结合不仅依赖于单个受体与配体的相互作用，还受到多价态结合的影响，这种结合可以通过多种机制增强，如配体聚集、螯合效应以及统计再结合。这些效应可以显著提高纳米载体的结合亲和力，但同时也可能受到纳米载体的大小、形状和表面电荷的影响。

为了深入理解这些效应，研究者设计了一系列实验。首先，通过分子对接技术预测了TS的结合模式，分析了不同TS结构与CLR之间的相互作用。接着，利用NanoDSF（纳米差示扫描荧光）技术对未结合的TS进行了研究，评估了其与CD206和CD209的结合亲和力。结果显示，CD206的结合偏好与CD209有所不同，前者更倾向于较短的甘露糖结构，而后者则更偏好具有特定连接方式的甘露糖结构。这些发现进一步支持了靶向结构与CLR之间存在复杂的相互作用机制。

随后，研究者对TS修饰的NC进行了细胞实验，评估了其在不同免疫细胞中的摄取能力。实验结果表明，随着TS表面密度的增加，纳米载体的摄取效率呈现出两种趋势：一种是摄取效率先上升后趋于稳定，另一种是摄取效率先上升后下降。这些趋势可能受到多种因素的影响，如靶向结构的拥挤效应、受体耗竭以及受体回收速率等。此外，实验还发现，对于特定的靶向结构，如Man和Man3，其在不同价态下的摄取效率也有所不同。Man3的结合亲和力在低密度下表现较好，但随着密度的增加，其效果逐渐减弱，甚至出现下降。

在更复杂的细胞环境中，如脾脏细胞，研究者进一步评估了TS修饰的NC的靶向选择性。实验结果表明，这些NC能够选择性地靶向表达CD206和CD209的细胞，如DC和巨噬细胞，同时减少对非靶向细胞的摄取。这一现象表明，TS修饰的NC在特定细胞类型中具有较高的选择性，而在其他细胞类型中则表现较弱。因此，研究者认为，为了实现高效的靶向递送，必须综合考虑纳米载体的价态和TS的表面密度，以及它们对细胞识别和摄取的影响。

在设计靶向结构时，研究者还考虑了多种因素，如TS的连接策略、表面密度和价态。这些因素不仅影响纳米载体的结合亲和力，还可能改变其在体内的分布和摄取效率。研究者发现，使用柔性连接策略可以提高TS的结合亲和力，而使用刚性连接策略则可能导致结合亲和力的下降。因此，在设计TS时，需要权衡这些因素，以达到最佳的靶向效果。

总之，本研究通过系统分析不同TS修饰的纳米载体在免疫细胞中的摄取效率，揭示了靶向结构与CLR之间复杂的相互作用机制。研究结果表明，TS的表面密度和价态对纳米载体的靶向递送效果具有重要影响，而这些影响可能受到多种因素的调控。未来的研究可以进一步探索这些因素对靶向递送效果的具体影响，以优化纳米载体的设计和应用。