细胞膜包裹纳米材料技术:生物医学新方向,细胞膜功能大揭秘
近年兴起了细胞膜包裹纳米材料技术,该技术为高靶向性纳米材料的研发提供了一种全新修饰策略,同时也为低免疫原性纳米材料的研发提供了一种全新伪装策略,有望解决传统纳米材料修饰不足的问题,为多种疾病的纳米疗法开辟了新的方向。
传统纳米材料表面修饰方法,即物理吸附与化学键合细胞膜的结构,容易致使功能化基团脱落,或者引入有害的有机溶剂,而细胞膜表面修饰技术能够给予纳米材料出色的生物界面性能,包括良好的生物相容性以及多种生物功能等。 #
(1)细胞膜具备选择透过性,一方面,它能够致使货物留存于细胞膜囊泡之内,所以细胞膜对纳米材料有包裹作用,进而可将其用作药物载体,另一方面,它能够准许一些诸如H2O2之类的物质透过细胞膜,使其与封装于细胞膜囊泡内的生物酶或者纳米酶展开反应,以此作为酶促反应器。 #
(2)细胞膜具备信息交流功能,此功能赋予纳米材料特定的功能,比如说能够提高免疫递呈效率,能够中和毒素也就是吸附毒素,能够减少药物毒副作用,还能够进行靶向识别等。 #
纳米材料技术被细胞膜包裹着,在生物医学那进行的科研以及开展的开发里头,越来越是起到关键的作用。 #
中国科学院长春应用化学研究所金永东课题组,于2021年5月26日,在Nano杂志上发表篇章、名为Au/ZnO-based for and of tumor,此项研究介绍了用于肿瘤治疗的平台、这般平台是新型的、由天然细胞膜包裹纳米材料Au/ZnO所构建。
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研究者对Au/ZnO纳米组件进行修饰,修饰的是聚乙二醇(PEG)以及线粒体靶向肽(MLS),之后运用质膜及细胞组分分离试剂盒(Cat#SM-005)细胞膜的结构,从C6癌细胞当中获取细胞膜(CCM),利用细胞膜(CCM)来包裹纳米材料,最终成功构建出一种新型的Au/ZnO肿瘤治疗平台(MP-Au/ZnO@CCM),MP-Au/ZnO@CCM纳米发电机在超声激发的情况下,通过多种方式达成靶向电刺激以及加强肿瘤催化治疗。 #
在该研究里,运用细胞膜当作纳米材料表面修饰的办法,借此让Au/ZnO纳米材料能够有效躲开机体的免疫清除,使血液循环寿命得以延长,还能增强药物的靶向作用。
把细胞膜的功能完整地嫁接到纳米材料上,这是这项工作的重点所在,在分离细胞膜时要尽量采用温和条件,如此才能保证分离出来的细胞膜保留其上的各种表面分子,进而实现上述重点需求。
传统细胞膜分离方法有一定局限性,比如样品需求量极大,得率却较低,操作步骤繁杂起步网校,耗时偏长,密度梯度剂配制麻烦,离心力要达到100,000*g,需要超高速离心机,细胞膜受到其他组分污染,质膜囊泡大小不一致等,进而致使膜包裹效率较低。
柱式法质膜与细胞组分分离技术不同于其他方法,它能够迅速获取囊泡状质膜结构,这种结构具有天然活性,且大小保持均一,它不需要进行超高速离心,能将质膜结构上的特定分子保留下来,比如自身识别分子、糖脂、脂蛋白等,它适用于多种类型细胞的细胞膜分离,像炎症细胞、肿瘤细胞、内皮细胞等都适用,所以它非常适合用于细胞膜包裹纳米材料的制备。 #
MP-Au/ZnO@CCM形态
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and of the MP-Au/ZnO@CCM. #
C6 cell (图左) #
动态光散射测量的?AuNPs?和?CCM?囊泡的尺寸分布 #
a)?Size and CCM by light .
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