细胞对纳米颗粒的摄取

石棉在被发现有对人体有不良作用的时候,早已经被广泛地应用到我们的生活当中。而现今社会,新材料则需要通过更加复杂和严格的测试才能进入到我们生活和工作的环境。

尤其是纳米材料,正受到公众愈来愈多的关注。这不仅仅因为无数的警示科幻片中基于其尺寸效应的描述:各种形状和组成的纳米颗粒越来越有规律,并且被广泛地应用到电子和医药研究领域;更加由于它们与体相的同种类物质相比,行为和性质往往具有惊人的不同。对于这一类纳米材料,在为它们的实际应用开绿灯之前,预测和控制它们与人体的相互作用就显得重要。

考虑到人体有应对外来物质的机制和能力,对于人体各器官摄取和保留纳米颗粒的相关研究越来越多,这些研究都尝试证明或改善这些纳米颗粒在环境中的安全性,尤其是在那些我们可能会直接接触到它们的环境当中。

医药就是一个显著的例子,在医药研究当中,纳米颗粒具有巨大的潜力:可以作为药剂用于目标药物和基因传递,或者是化学疗法,以及无创成像。然而,在这类情况中,就非常需要对纳米颗粒进行调控,使其能够逃避人体自身的清除机制。比如说,至少要有足够的时间将负载的药物输送到身体的适当部位。

考虑到这一点,在都柏林的研究小组已经定量地研究了纳米颗粒的尺寸对细胞摄取效率和保留效率的影响,选用的模型是羧基修饰的聚苯乙烯纳米颗粒以及来源于人体不同部位的细胞系,这些具有代表性的细胞系分别对应人体暴露于这些粒子的几种主要途径。他们的共聚焦显微镜和流式细胞仪检测结果表明,纳米颗粒的摄取违背了预期的摄取过程中的尺寸限制:这个结果对这些纳米材料未来的安全评估会具有重要的影响。

Tiago dos Santos et. al., Small, 2011 ; DOI: 10.1002/smll.201101076