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为解决人工脂质滴（aLDs）体内外递送效率及靶向性问题，研究人员开展 aLDs 磷脂组成对其递送和分布影响的研究。结果显示，增加磷脂复杂性可提高体外细胞摄取率，aLDs 在小鼠和斑马鱼体内广泛分布。这为相关研究和治疗提供新工具。
在生命科学的微观世界里，细胞中的脂质滴（Lipid Droplets，LDs）就像一个个神秘的 “小仓库”，不仅承担着储存和代谢脂质的重要任务，还在能量平衡、信号转导等多种细胞过程中发挥关键作用。一旦这些 “小仓库” 的动态出现异常，就可能引发癌症、糖尿病、神经退行性疾病等多种健康问题。为了深入探索 LDs 的奥秘，科学家们研发出了人工脂质滴（Artificial Lipid Droplets，aLDs）这一新型工具。然而，aLDs 在实际应用中仍面临挑战，比如如何提高其在体内外的递送效率，实现更广泛的组织靶向性，这些问题限制了 aLDs 在生物医学领域的进一步发展。
为了解开这些难题，来自拉筹伯大学（La Trobe University）的研究人员展开了深入研究。他们致力于优化 aLDs 的性能，期望能让这一工具更好地服务于基础生物学研究和治疗干预。最终，研究取得了令人瞩目的成果，相关论文发表在《Acta Biomaterialia》上。该研究表明，通过改变 aLDs 的磷脂组成，可以显著提升其在体外的细胞递送效率，使其能够更有效地进入多种不同来源的细胞。同时，优化后的 aLDs 在小鼠和斑马鱼体内展现出广泛的生物分布特性，甚至能够成功抵达传统药物难以到达的器官，如大脑。这一成果为 aLDs 在生物医学领域的应用开辟了新的道路，无论是在疾病治疗还是在深入探究细胞内 LDs 的动态和功能方面，都具有重要意义。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，通过动态光散射（Dynamic Light Scattering，DLS）来分析 aLDs 的大小分布和多分散指数（PDI） ，以此了解 aLDs 的物理特性。利用纳米颗粒跟踪分析（Nanoparticle Tracking Analysis，NTA）直接对 aLDs 的颗粒数量和大小分布进行量化评估。借助透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）和共聚焦显微镜观察 aLDs 的形态和细胞内分布情况。此外，通过构建小鼠和斑马鱼模型，进行体内实验，研究 aLDs 的生物分布。
研究结果如下：
- 增加 aLDs 大小的异质性：天然细胞 LDs 大小范围广，而以往 aLDs 尺寸分布较窄。研究人员通过降低磷脂与中性脂质的比例，成功增加了 aLDs 的大小异质性，使其更接近细胞 LDs。经 DLS 和 NTA 检测，aLDs 的 PDI 值增大，TLC 验证了磷脂比例的变化，TEM 和共聚焦显微镜观察到 aLDs 呈球形且大小不均。
- 优化 aLDs 的体外递送系统：为便于跟踪 aLDs，研究人员用 ATTO 488 PPE 和 ATTO 647N PPE 荧光探针标记其磷脂膜。经荧光光谱成像确认无荧光重叠后，选用 ATTO 488 PPE 进行后续研究。通过在不同细胞培养基中测试，发现无血清 OptiMEM 培养基中 aLDs 的细胞内化效率更高。确定 100,000 aLDs / 细胞为最佳递送数量。利用活细胞共聚焦显微镜观察到 aLDs 在细胞内高度运动，且不同细胞摄取 aLDs 的能力存在差异，aLDs 在细胞内可维持较高数量直至 48 小时。
- 增强 aLDs 磷脂复杂性提高体外递送效率：以往 aLDs 的磷脂组成相对简单，而细胞 LDs 的磷脂单层更为复杂。研究人员构建了 PC、PC:PI 和 PC:PE:PI 三种 aLDs 原型，发现增加磷脂复杂性未改变 aLDs 的基本特性，但显著提高了其在多种细胞系中的摄取效率。不过，MRC-5 肺成纤维细胞对 aLDs 的摄取极少。
- aLDs 在体内展现广泛生物分布：基于 PC:PE:PI-aLDs 在体外的高递送效率，研究人员选用其进行体内实验。在小鼠模型中，经尾静脉注射后，aLDs 在多个器官中均有分布，且在大脑中信号较强，24 小时后仍可检测到。在斑马鱼模型中，注射后 aLDs 迅速分布到心脏、肠道等部位，随后在眼部和面部区域也有较多分布，48 小时后仍稳定存在。
研究结论和讨论部分指出，aLDs 作为一种新型纳米颗粒工具，在生物医学研究中具有巨大潜力。本研究优化的荧光标记系统可有效跟踪 aLDs，增加磷脂复杂性提升了其递送效率和生物分布范围。然而，aLDs 进入细胞的机制尚不完全清楚，不同细胞对 aLDs 摄取能力的差异还需进一步研究。未来研究可利用 aLDs 广泛的生物分布特性，优化其靶向性，拓展其携带货物的种类。此外，将复杂磷脂引入其他纳米颗粒，有望提高其器官生物分布能力，为生物医学研究和治疗带来新的突破。
