PNAS：靶向癌症的全新途径

　　

生物通报道： 科学家们发现，一种多聚物可以帮助药物靶向肿瘤。Freiburg大学的研究团队通过纯化学方式，成功为治疗性的纳米颗粒指引了方向，文章发表在本期的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。这项研究展示了为纳米颗粒导航的全新模式，这些颗粒约几百纳米大小，可以作为微小容器将药物运送到内皮细胞。

研究人员发现，只要带电荷的多聚物拥有正确的亲和力，就能够帮助纳米颗粒简单地通过化学性质，识别特定的细胞类型。“这是一项非凡的成就，我们抛开了传统的配体-受体方案，首次仅通过生物物理学法则，引导纳米颗粒特异性的靶标细胞，”领导这项研究的Prasad Shastri教授说。迄今为止，人们在开发纳米药物时，都需要给纳米颗粒安上能与细胞表面蛋白（受体）结合的分子。

这些受体就像是特定细胞的邮寄地址或者邮编。然而，在肿瘤中这些地址能够随着时间推移发生快速的变化。为了解决这一问题，Shastri及其团队开发了新型的纳米颗粒，通过生物物理学途径靶向内皮细胞。“在这种递送方案中，纳米颗粒不需要生物学邮编来确定目标，这是利用纳米颗粒治疗癌症的一个重要进步，”文章的第一作者Julia Voigt说。

癌症是非常饥渴的组织，它们需要通过自己的血管不断获取营养供给。“靶标组成这些血管的内皮细胞，我们就可以攻击或者饿死肿瘤，”文章的共同作者Jon Christensen说。

在癌症治疗中，人们往往利用纳米颗粒来运送药物。这些小药片是纳米医学的基础，它们被注射到人体后，可以通过血液到达肿瘤细胞。当它们被目标细胞摄取之后，药物就可以从内部对细胞施加影响。在此之前，纳米颗粒多半是通过受体介导的内吞过程进入细胞。而Shastri及其团队的新方法，利用的是内皮细胞的另一种主要运输过程。

人们知道内皮细胞上存在着大量被称为caveolae的细胞膜内陷结构。Caveolae是一种细胞膜上的“脂筏”，是进入内皮细胞的大门之一。Shastri教授及其团队发现，给由脂质组成的纳米颗粒添加上带负电荷的多聚物，可以使这些颗粒优先进入caveolae的大门。“我们还不清楚这些带电多聚物打开caveolae大门的具体机制，不过我们相信进一步深入研究这一过程，将为人们开辟全新的药物递送途径，”Shastri说。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

Differential uptake of nanoparticles by endothelial cells through polyelectrolytes with affinity for caveolae

Nanoparticles (NPs) constitute an important medium for the targeted delivery of cancer therapeutics. Targeting of NPs to a specific cell type is traditionally achieved through the modification of the NP surface with peptides, aptamers, or other motifs that specifically recognize a cell-surface receptor, leading to internalization of NPs via clathrin and caveolae-mediated endocytosis. We have discovered that modifying the NP surface with anionic polyelectrolytes of varying lipophilicity can regulate the uptake of lipid NPs by endothelial and epithelial cells. Furthermore, we report the finding that synthetic polyelectrolytes composed of an aromatic sulfonic acid backbone exhibit specific affinity for caveolae of endothelial cells. By exploiting the higher expression of caveolae in endothelial cells in comparison with epithelial cells, a purely physiochemical approach to the targeted uptake of lipid NPs to endothelial cells is demonstrated. The ability to confer preferential affinity for NPs to cell surface domains by varying the charge and lipophilic characteristics of an NP surface offers a general means of achieving targeted delivery without the need for receptor–ligand-type targeting strategies.