“内吞作用与细胞递送”简介

《RSC Chemical Biology》：Introduction to “Endocytosis and cellular delivery”

生物大分子递送面临细胞摄取、胞内定位等挑战，需通过纳米材料设计优化递送效率。研究涵盖蛋白衣壳靶向、纳米颗粒形状调控（如棒状粒子增强内吞）、脂质纳米颗粒蛋白衣壳作用及“unclicking”激活策略，为提升递送效率提供新思路。

　　

该内容提供图形摘要。

由于生物制剂（如核酸或蛋白质）需要穿越多种生物屏障才能发挥作用，其治疗潜力在很大程度上尚未得到充分挖掘。生物制剂的递送系统通常采用纳米技术，但这项技术的许多方面仍不甚明了。为了充分发挥生物制剂的潜力，我们需要设计出能够精确控制其与目标细胞相互作用并促进高效细胞摄取的合成和生物纳米系统。这种控制对于最大化药物载量并最小化非靶点副作用至关重要，而这仍然是一个持续的挑战。细胞内定位是另一个主要障碍，尤其是进入细胞质以及细胞内的其他目标（如细胞核）的能力。研究人员必须将创新的材料设计与对分子水平结构特征如何影响与生物屏障相互作用的研究相结合。这种综合方法将加速开发出能够使纳米材料更有效地在复杂生物环境中导航的设计规则。

在本系列研究中，我们展示了纳米材料的性质如何在调节生物相互作用以及治疗递送效果中发挥重要作用。Nagaraj等人综述了直接将生物制剂递送到细胞质中的最新进展，包括多种蛋白质和核酸递送策略。¹ Hughes等人提出了一种使用Trastuzumab修饰的聚合物纳米颗粒的聚集策略。这些研究表明，这些纳米颗粒能够快速聚集HER2受体，从而通过内吞作用将其导入细胞内部。² 他们利用先进的光学和电子显微镜技术详细研究了这一聚集和摄取过程。

纳米颗粒的形状对其在细胞中的摄取具有重要影响。Gupta等人研究了纳米颗粒形状对骨肉瘤细胞中羟基磷灰石摄取的影响。³ 通过使用球形、棒状和针状纳米颗粒，研究者发现棒状纳米颗粒的内吞效率最高。这种增强的内吞作用表现为更高的细胞毒性。

治疗过程中的一个关键挑战是规避身体的自然防御机制，以便将生物制剂递送到目标细胞。Younis等人探讨了如何利用包裹在脂质纳米颗粒表面的蛋白质外壳来引导这些载体前往特定器官和组织。⁴ 利用身体的自然机制来提高递送效率是一种重要的策略，这要求科学家能够理解和控制这些过程。最后，Barendrecht等人采用了一种“解绑”策略来激活纳米体靶向的细胞因子，从而避免了因靶向作用导致的活性丧失问题。⁵

本专题集合展示了研究人员为改进生物制剂和纳米颗粒递送所使用的各种方法。我们认为这些研究突出了提高递送效率的关键途径，包括材料设计、利用身体的自然防御机制以及开发新的先进生物物理工具。我们希望这些文章能激发您对提高递送效率的兴趣，并期待您为这一领域带来的新方法和新技术。

致谢

VMR感谢美国国立卫生研究院（AI 186027）的支持。GKS感谢澳大利亚研究委员会（DP240102642）的支持。

参考文献