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今天给大家分享的文章是中国药科大学的XiaoboWang,WenliZhang近期发表在《JournalofControlledRelease》期刊上的题为《TheJanusofProteinCoronaonnanoparticlesfortumortargeting,immunotherapyanddiagnosis》的一篇综述。
纳米颗粒(NPs)暴露于生物介质后表面吸附蛋白质、糖、DNA等物质,在纳米颗粒表面形成一种冠状物质——蛋白晕(PC)。PC引起的相互作用将以消极或积极的方式影响NPs的生物学命运,这篇文章讲的就是PC介导的NPs与肿瘤细胞之间相互作用的机制及近年来关于减少PC的负面影响和利用PC在肿瘤靶向、免疫治疗和诊断方面的积极作用的策略。
蛋白晕的形成过程
纳米颗粒在体外很容易表征,但进入生理环境后可能会发生变化。
药物表面PC和zeta大小对药物释放的影响
根据蛋白与NPs的结合程度,可将PC分为硬蛋白晕与软蛋白晕。
根据蛋白晕对NPs的影响,又可将PC分为调理素和失调调理素。如果PC的主要成分是调理素,NP将很容易被单核吞噬系统(MPS)识别和捕获,PC中的特定蛋白质可以识别肿瘤细胞上表达的受体,从而有利于特定途径中的内化。而如果PC的主要成分是失调调理素,它将避开长循环MPS的清除,PC中的蛋白质一方面会通过覆盖最初修饰的配体或表现出不利的空间效应来减少NPs与细胞膜之间的相互作用,从而降低细胞摄取。
PC不同时NPs几种不同的体内表现
PC还可以作为一种新型的癌症诊断生物标志物
尽管生物分子组分对蛋白质和NPs之间的结合有影响,但NPs的特性也对PC的形成有重要影响,包括NP大小、静电电荷、疏水性、表面结构等。研究人员发现,尺寸较大的NPs可能会增加蛋白质的表面覆盖率,而尺寸较小的NPs会增加PC的厚度,但会减少蛋白质的构象变化。由于大多数蛋白质带负电荷,带正电荷的NPs更容易吸附蛋白质。同时,由于蛋白质疏水核心和NP表面之间的良好相互作用,疏水NP被证明具有更强的吸附能力和更多的蛋白质构象变化。
虽然蛋白质在核动力源上的吸附几乎是瞬时的行为,但它是一个动态的、持续的PC形成过程,由蛋白质在NPs表面的持续吸附和交换所引导。PC的形成主要是有两个理论,一个是Vroman效应,另一个是协同吸附。蛋白质主要通过非共价键(范德华力、氢键、疏水和静电相互作用)与NP表面结合。由于不同蛋白质与NPs之间的结合能力不同,最初吸附在NPs上的蛋白质最终会被具有更高表面亲和力的蛋白质取代,这被称为Vroman效应。协同吸附则是蛋白质吸附可以由那些已经被吸附的蛋白质介导。某些最初结合的蛋白质更有可能促进连续的蛋白质吸附,作为吸附支架。
随着持续的动态过程,PC的最终层可分为硬电晕(HC)和软电晕(SC),紧密结合的蛋白质构成内层作为HC,形成NP-PC复合物后,蛋白质仍然吸附在NP上,这可能是PC稳定性的原因。HC也被证明在内吞过程中留在NP上,并在NP-PC复合物和细胞之间的相互作用中发挥主要作用。与HC相比,SC表现的不太稳定,PC成分由弱结合蛋白质组成,SC作为外层,并在生物环境中与游离蛋白质快速交换,但区分HC和SC之间的清晰边界仍然是一个存在的挑战。在这种情况下,研究人员致力于更准确地描述和分析PC,并总结了不同的分离技术(离心、尺寸排除色谱、流场流动分馏等)。
不同方法分析PC
后续部分下期分享。
文章信息:DOI:10./j.jconrel..03.
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