Small Methods: 分级组装颗粒对活细胞质膜的选择性定位

近年来,一些具有靶向特定亚细胞器(细胞核、线粒体或细胞骨架)的颗粒得到人们的广泛关注,并用于药物输送、组织工程等领域。自然界中存在很多生物结构能够选择性靶向细胞并介导细胞膜融合。对人工合成的生物颗粒材料而言,表面化学修饰策略对其是否能与细胞膜选择性融合至关重要。近日,美国密歇根大学Joerg Lahann研究组提出了一种颗粒表面的分级组装策略,通过平衡颗粒对细胞质膜的斥力与亲和力,诱导其选择性地定位到哺乳动物细胞质膜。

作者分别将1-辛硫醇(OT)与11-巯基十一烷磺酸(MUS)作为疏水性配体和亲水性配体共同锚定在金纳米颗粒的半球上,赋予其朝向细胞质膜蠕动的亲和力;再将聚乙二醇(PEG)化学修饰至金纳米颗粒的另一半球,以减少金纳米颗粒与细胞膜的非特异性相互作用。研究结果表明,该策略修饰的金纳米颗粒即使在较低的颗粒浓度下仍表现出较高的细胞亲和性,其在粘附于细胞质膜后,可有效穿透细胞膜。金纳米颗粒表面的两亲性分子与细胞磷脂双层膜作用后,可诱发细胞膜局部刚性增加,抑制细胞膜对金纳米颗粒的内吞,使得金纳米颗粒与细胞质膜高效融合而不被内吞。这种细胞膜选择性定位的纳米颗粒可作为新型的胞内递送平台以及探索细胞膜现象的重要工具,对于生物医学研究具有积极意义。相关文章发表在Small Methods(DOI: 10.1002/smtd.201800408)上。