納米顆粒體內(nèi)靶向遞送多參數(shù)考慮解決方案

更新時(shí)間：2025-05-15 點(diǎn)擊次數(shù)：371次

體內(nèi)靶向藥物遞送是一個(gè)復(fù)雜的挑戰(zhàn)，涉及生物體、器官/組織和個(gè)別細(xì)胞水平的多個(gè)障礙。非病毒的脂質(zhì)或聚合物載體可以提高治療分子的遞送效率。在核酸遞送的背景下，雖然非病毒載體在有效包裹貨物、保護(hù)遞送物免受核酸酶降解以及穿越細(xì)胞膜方面可以發(fā)揮作用，但主要挑戰(zhàn)還是在于能否在靶組織而非非靶組織中實(shí)現(xiàn)足夠的積累，因?yàn)榉前薪M織的積累可能導(dǎo)致副作用。標(biāo)準(zhǔn)的治療開發(fā)流程中，候選載體通常是在細(xì)胞培養(yǎng)研究中確定的，但這些研究往往無法預(yù)測當(dāng)這些藥物施用到動(dòng)物身上時(shí)會(huì)發(fā)生什么。

關(guān)于封裝核酸的聚合物載體的多數(shù)研究采用局部給藥，除非肝臟組織是疾病靶標(biāo)。局部或隔室給藥方法——如通過鼻用或者氣管內(nèi)滴注到肺部或眼內(nèi)給藥——可以繞過全身清除機(jī)制。然而，局部給藥并不適合治療原位腫瘤、內(nèi)臟器官和影響多個(gè)器官系統(tǒng)的疾病。此外，它可能無法接觸到組織內(nèi)與疾病相關(guān)的細(xì)胞類型。靜脈內(nèi)（IV）給藥理論上可以提供載體到達(dá)幾乎任何體內(nèi)組織的機(jī)會(huì)。但存在障礙；對(duì)顆粒載體進(jìn)行IV給藥的最可怕障礙是被單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)（MPS）清除（有時(shí)也稱為網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)（RES））——即載體被主要存在于肝臟和脾臟的血管內(nèi)吞噬細(xì)胞攝取。吞噬細(xì)胞的清除作用減少了循環(huán)中可用的載體劑量，并限制了在目標(biāo)組織中的可能積累。為了克服這一障礙，載體可以設(shè)計(jì)與特定組織（組織嗜好性）具有強(qiáng)親和力，以便于它們?cè)诒煌淌杉?xì)胞清除之前更快地在該組織中積累。其他能夠避開吞噬細(xì)胞清除或延長循環(huán)時(shí)間的載體則允許在感興趣區(qū)域中有更多的積累機(jī)會(huì)。理解影響體內(nèi)給藥載體行為的特征對(duì)于未來載體設(shè)計(jì)的進(jìn)步至關(guān)重要。荷蘭Liposoma的單核巨噬細(xì)胞清除劑氯膦酸鹽脂質(zhì)體ClodronateLiposomes通過尾靜脈注射，可以清除至少90%以上的F4/80陽性巨噬細(xì)胞，常常被用來作為陽性對(duì)照，用來評(píng)價(jià)被修飾或者改造的納米顆粒的逃逸性和靶向性。

如圖，尾靜脈注射熒光脂質(zhì)體Dil-Liposomes（貨號(hào)I-005，Liposoma），24h后，熒光脂質(zhì)體被F4/80陽性巨噬細(xì)胞吞噬。或者注射脂肪乳劑，用占位或者飽和吞噬能力的策略。以減少RES的清除能力影響了循環(huán)半衰期，并增強(qiáng)了生物分布超出肝臟和脾臟的效果，同時(shí)我們的模型結(jié)果確認(rèn)巨噬細(xì)胞吞噬在控制生物分布中的重要性，因此接下來我們希望確定預(yù)先給藥以故意減少或占用肝臟和脾臟中的巨噬細(xì)胞是否會(huì)產(chǎn)生類似的效果（圖5a）。其他研究者已經(jīng)描述了使用各種納米顆粒系統(tǒng)的誘餌策略，這些策略包括預(yù)先給藥脂質(zhì)乳劑或未負(fù)載的聚合物納米顆粒，以及通過給藥抗紅細(xì)胞抗體用紅細(xì)胞（RBCs）飽和RES細(xì)胞。先前的報(bào)道單獨(dú)描述了這些工具的使用，但從未比較過其有效性。在這里，我們直接比較了替代誘餌策略，以評(píng)估它們調(diào)節(jié)同一納米顆粒群體的血液濃度和生物分布的能力。由于約230 nm的PACE納米顆粒在沒有干預(yù)的情況下主要在肝臟和脾臟中積累，我們測試了先前靜脈給藥的乳脂（20%乳劑）、由聚（乳酸-共-乙醇酸）（PLGA）組成的空白納米顆粒或抗紅細(xì)胞抗體是否影響PACE納米顆粒的血液濃度和生物分布。我們將這些效果與接受氯膦酸鹽脂質(zhì)體的小鼠（作為陽性對(duì)照）的納米顆粒進(jìn)行了比較，因?yàn)檫@些小鼠的巨噬細(xì)胞群體在短時(shí)間內(nèi)被減少。抗紅細(xì)胞抗體在PACE納米顆粒給藥前12小時(shí)給藥，而乳脂、空白的PLGA納米顆粒和氯膦酸鹽脂質(zhì)體在PACE納米顆粒給藥前24小時(shí)給藥（圖5b）。氯膦酸鹽脂質(zhì)體對(duì)血液濃度和生物分布的影響最為顯著（圖5c-k），導(dǎo)致肺部納米顆粒積累最高。這些動(dòng)物在心臟、腎臟和骨髓中的納米顆粒攝取也較PACE納米顆粒對(duì)照組有所增加。令人驚訝的是，與單獨(dú)使用PACE納米顆粒相比，使用脂質(zhì)體和無效PLGA納米顆粒預(yù)處理均降低了循環(huán)半衰期（圖5c）。然而，這兩種誘餌卻調(diào)節(jié)了生物分布（圖5d-f, i），增加了心臟、肺和脾臟的攝取。氯膦酸鹽脂質(zhì)體、脂質(zhì)體和無效PLGA納米顆粒在肝臟中的熒光信號(hào)均高于單獨(dú)的PACE納米顆粒（圖6）。對(duì)肝臟細(xì)胞類型的流式細(xì)胞儀分析顯示，誘餌處理使F4/80巨噬細(xì)胞幾乎占據(jù)，并在其他細(xì)胞類型（如CD31內(nèi)皮細(xì)胞）中提高了攝取（圖5g, j）。這些結(jié)果支持了Kupffer細(xì)胞在肝臟中的占據(jù)促進(jìn)其他細(xì)胞和組織類型攝取的假設(shè)。具有生物分布特征的誘餌是抗紅細(xì)胞抗體。雖然這一組展示了更廣泛的生物分布，類似于其他誘餌，但主要的PACE納米顆粒積累發(fā)生在脾臟，而在肝臟的積累顯著減少（圖5e）。