藥物輸送技術(shù)又有新進(jìn)展：為納米藥物貼上“通行證”

2013年2月26日 | Filed under: 推薦技術(shù),文獻(xiàn)綜合 | Posted by: 編輯 D

作者：常麗君

人體免疫系統(tǒng)能識(shí)別并摧毀外來物。除了細(xì)菌、病毒，遞送藥物的納米粒子、植入的起搏器和人工關(guān)節(jié)等也是外來物，同樣會(huì)引發(fā)免疫反應(yīng)，導(dǎo)致藥物失效、排斥或發(fā)炎。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)2月21日?qǐng)?bào)道，美國賓夕法尼亞大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種新方法，給這些治療設(shè)備貼上蛋白質(zhì)“通行證”，讓它們能順利通過人體的防御系統(tǒng)。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《科學(xué)》（Science）雜志上。

“身體對(duì)入侵的外來物會(huì)一視同仁地加以排斥。”論文第一作者、賓夕法尼亞大學(xué)分子與細(xì)胞生物物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究生派爾?羅德里格斯說，這是由身體天然免疫系統(tǒng)所引發(fā)的。這一過程涉及多種細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞能發(fā)現(xiàn)、吞掉并破壞入侵者；血清蛋白會(huì)黏在目標(biāo)物上，引起巨噬細(xì)胞注意，一旦巨噬細(xì)胞確定黏住的是外來物就會(huì)吞掉它，或發(fā)信號(hào)召集其他巨噬細(xì)胞一起來包圍它。

為避免納米粒子引發(fā)天然免疫反應(yīng)，早期的辦法是給它們涂一層高分子的“刷子外衣”，這些“刷子”從納米粒子中伸出來，阻止各種血清蛋白黏在它表面。但這只能暫緩一時(shí)而不能最終解決問題。賓夕法尼亞大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院化學(xué)與生物分子工程教授丹尼斯?迪斯科和研究小組另辟蹊徑：讓巨噬細(xì)胞相信納米粒子是“自己人”而放過它們。

早在2008年，迪斯科小組發(fā)現(xiàn)人體細(xì)胞膜上有一種叫做CD47的蛋白，它能與巨噬細(xì)胞受體SIRPa結(jié)合。就像巡警檢查人們的通行證，CD47蛋白會(huì)告訴巨噬細(xì)胞是“自己人，別吃我”。隨后有其他研究人員破解了CD47和SIRPa的連接結(jié)構(gòu)。

利用這些信息，迪斯科小組繪制出了執(zhí)行類似CD47蛋白功能所需的最小氨基酸序列，并將這種“小肽”折疊起來作為固體“通行證”。他們用化學(xué)方法合成了這種小肽，將其黏附在抗癌藥物遞送粒子上，然后注射到小鼠體內(nèi)檢驗(yàn)其功效。這些小鼠經(jīng)過基因改造，其巨噬細(xì)胞具有和人類相同的SIRPa受體。

研究人員給小鼠注射了兩種納米粒子：一種攜帶小肽通行證，另一種沒有，然后檢測小鼠免疫系統(tǒng)要多久能識(shí)別出來。“我們每10分鐘抽一次血，檢測兩種納米粒子各剩下多少。”羅德里格斯說，“最初注射兩種粒子的比例是1∶1，20分鐘到30分鐘后，有小肽的粒子數(shù)是沒有小肽的4倍。”

“這證明小肽確實(shí)抑制了巨噬細(xì)胞的反應(yīng)。我們引起它們之間的互動(dòng)，然后又克服了它。”迪斯科說。對(duì)治療用的納米粒子而言，它們只需活到發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，不必?zé)o限期地留在體內(nèi)，即使多出半小時(shí)時(shí)間已能帶來很大利益；而對(duì)起搏器之類的長久植入體內(nèi)的設(shè)備來說，則需要另外的表面蛋白結(jié)合物，讓它們能和免疫系統(tǒng)長期和平共處。

研究人員還指出，這些小肽在進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用前，還需進(jìn)一步研究，將其減少到只有幾個(gè)氨基酸。這一步很關(guān)鍵，通行證分子越簡單，就越容易合成。如果能在一臺(tái)機(jī)器上統(tǒng)一制造，并能方便地修改以適應(yīng)多種植入物和注射劑，就能粘黏在多種藥物遞送工具上，也能黏在專門抗體上瞄準(zhǔn)癌細(xì)胞或其他疾病組織。