Small Structures:血小板细胞膜包裹的纳米颗粒在靶向给药中的应用

血小板是一类血细胞,它的细胞膜表面具备多种不同组分,例如糖蛋白受体,细胞黏附分子等。这些组分赋予了血小板与多种致病的生物基质之间相互作用的能力,例如损伤的血管,肿瘤细胞,和入侵的致病性细菌等。血小板的这些特性启发了研究者们采用仿生的理念研发模仿其行为的药物运输载体,来实现针对疾病位点的靶向给药。近年来一类新兴的基于血小板细胞膜包裹技术的纳米医药吸引了研究者们的关注。这类纳米医药的合成方法是将提取的天然血小板细胞膜包裹在人工合成的纳米颗粒表面。这种“自上而下”的设计使得血小板细胞膜包裹的纳米粒(PNP)继承了原细胞膜的各种组成成分,从而具备靶向多种疾病位点的能力。这种靶向作用包含被动和主动靶向。被动靶向是由于PNP表面具备来源于血小板细胞膜的自体抗原,例如CD47,从而能逃避免疫系统的清除,延长体内的循环时间,促进药物积累到疾病位点。此外,PNP表面呈现的多种受体还可以直接与疾病位点的特定组分相互作用。例如PNP表面的细胞黏附分子P-选择素可以特异性地识别肿瘤细胞表面的相应配体,这些相互作用给予了PNP主动靶向肿瘤的能力。PNP具备的这些多重靶向能力使得它们有很好的潜力作为药物运输载体来治疗不同的疾病。

近日美国加州大学圣地亚哥分校的张良方教授团队系统地总结了PNP在靶向给药领域的研究进展。这篇综述聚焦在PNP的三个主要应用方向上:(1)靶向血管损伤来治疗血管疾病,(2)靶向肿瘤细胞来检测和治疗癌症,(3)靶向耐药细菌来治疗传染性疾病。在论述每一个方向时,作者介绍了PNP靶向相应疾病位点的生物机理,着重阐述了血小板细胞膜上的组分与疾病位点的生物基质之间的相互作用,并且对具有代表性的研究工作进行了详细的分析。在论述靶向血管损伤时,作者深入分析了PNP在治疗多种血管疾病上的应用,包括动脉粥样硬化,心肌梗死,和缺血性中风等。在论述靶向肿瘤细胞时,作者深入分析了PNP靶向运输不同的药物来实现肿瘤治疗,包括小分子化疗药物,小分子干扰核糖核酸(用于抑制肿瘤有关基因的表达),光敏剂(用于光热和光动力治疗)等。同时也探讨了PNP在捕获和清除循环肿瘤细胞中的应用。在论述靶向耐药细菌时,作者深入分析了PNP用于靶向运输抗菌药物来治疗耐药菌感染,例如耐药性金黄葡萄球菌感染等,以及中和细菌分泌的毒素,例如志贺氏毒素等。

这篇综述回顾的研究工作展现了PNP作为靶向给药载体来治疗多种疾病的潜力。针对不同的疾病,PNP的设计可以采用不同的纳米材料和药物,但是它们都受益于纳米颗粒表面包裹的血小板细胞膜:正是由于细胞膜的包裹,PNP获取了类似血小板的靶向不同疾病位点的能力。作者指出PNP在靶向给药中的应用并不局限于本篇综述论述的三个主要方向。随着研究的深入,更多的PNP设计会涌现出来,继续拓展PNP在靶向给药以及其他生物医学领域中的应用,使PNP有望在治疗人类疾病中扮演更加重要的角色。相关综述发表在Small Structures (DOI: 10.1002/sstr.202000018)。