编辑推荐：
为解决天然植物细胞递送非蛋白类化合物受限问题，研究人员构建植物细胞启发的递送系统（plantosomes），其含纤维素纳米纤维（CNF）壳和脂质层，具酸抗性及尺寸依赖双触发释放机制，且细胞相容性良好，为口服递送提供新方向。
在口服药物递送领域，精准靶向与可控释药一直是研究的核心挑战。传统基于天然植物细胞的药物递送系统虽能利用其细胞壁抵御胃内酸性环境及酶降解，实现结肠靶向释药，却面临着显著局限 —— 仅能有效递送重组药物蛋白，对小分子药物、纳米颗粒等非蛋白类化合物的封装能力不足，且需复杂的植物基因改造过程，极大限制了其应用范围。此外，现有的脂质基药物载体在结肠递送中易因小肠内的脂质消化而失效，pH 敏感型系统又受个体胃肠道 pH 波动影响，存在释药时机不可控的问题。如何突破这些瓶颈，开发一种高效、灵活且适用于多种药物类型的口服递送系统，成为亟待解决的科学问题。
为攻克上述难题，研究人员开展了植物细胞启发的结肠靶向载药系统研究。该研究通过自下而上的组装策略，构建了一种名为 “plantosomes” 的仿生递送系统。其结构模拟植物细胞的双层屏障 —— 外层是以纤维素纳米纤维（CNF）和果胶构成的细胞壁模拟壳层，内层为脂质层模拟的细胞膜，中间包裹水核以装载药物。研究成果发表在《SCIENCE ADVANCES》。
研究中采用的主要关键技术方法包括：基于乳化和涂层技术的 plantosomes 组装工艺，利用 CNF 的两亲性和 Pickering 稳定特性制备油包水乳液，并通过离子相互作用吸附果胶形成壳层；运用共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）、透射电子显微镜（TEM）等成像技术对载体结构进行表征；通过模拟胃肠液（FaSSGF、FaSSIF）和酶溶液孵育实验，研究载体的稳定性和释药行为；借助细胞毒性实验（LDH 测定、活 / 死染色）评估载体的生物相容性。
制备与表征
通过乳化 - 涂层工艺成功制备 plantosomes，其平均直径约 12.3 μm，具 CNF / 果胶壳层和脂质层结构。CLSM 和 TEM 显示，壳层由纤维状 CNF 构成，脂质层含油酸（OA）和磷脂，且通过荧光标记证实了各组分的空间分布。该结构首次将 CNF 与果胶结合并引入脂质屏障，仿生植物细胞的双层防护机制。
不同尺寸药物的封装
plantosomes 可有效封装不同尺寸的模型药物，包括 4-2000 kDa 的荧光素异硫氰酸酯（FITC）标记葡聚糖及 24 nm 聚苯乙烯纳米颗粒。封装效率与内部水核体积相关，且脂质层显著提升了对小分子的截留能力 —— 对比仅含 CNF / 果胶壳层的模拟结构，plantosomes 可阻止 4 kDa 葡聚糖透过，证实脂质层在调控通透性中的关键作用。
体外稳定性测试
在模拟胃液（pH 1.78）中孵育 1 小时，plantosomes 结构完整，脂质层有效阻挡胃蛋白酶和小分子渗透；进入模拟肠液（pH 6.5）后，脂质层因胆盐作用迅速收缩形成脂滴，壳层则保持完整，为药物在小肠的选择性释放和结肠递送提供结构基础；在模拟结肠环境的纤维素酶和果胶酶作用下，壳层逐渐降解，实现药物的最终释放。
尺寸依赖释放机制
在模拟肠液中，小分子药物（如 4 kDa 葡聚糖）随脂质层破坏快速释放，而大分子（如 2000 kDa 葡聚糖）因壳层孔径限制被保留，直至结肠酶降解壳层后释放。序贯释放实验显示，4 kDa 药物在肠液中释放率达 59%，2000 kDa 药物则需酶处理后几乎完全释放，验证了基于尺寸的双触发释药机制。
细胞毒性评估
通过 Caco-2 细胞实验证实，plantosomes 在低浓度（20%）下无显著细胞毒性，高浓度（200%）虽在长时间孵育后显示一定剂量依赖性效应，但细胞总体存活率仍较高，且活 / 死染色显示细胞形态正常，表明其良好的生物相容性。
研究构建的 plantosomes 系统，通过模拟植物细胞的双层屏障结构，巧妙结合 CNF 壳层的机械强度和脂质层的刺激响应特性，实现了对不同尺寸药物的胃肠道多部位精准释放。该系统不仅突破了天然植物细胞递送非蛋白药物的限制，还通过 “酸稳定 - 肠响应 - 结肠酶降解” 的双触发机制，规避了传统脂质载体的局限性。其基于生物相容性材料的设计，为口服递送多肽、纳米颗粒、益生菌等复杂药物提供了低成本、可持续的新策略，有望在炎症性肠病、结肠癌等结肠疾病的局部治疗及全身药物的精准递送中发挥重要作用，为下一代仿生口服递送系统的研发开辟了新方向。
