【Nat.Nanotechnol.】新型纳米粒子 输送模式，肺部靶向精准性提升1~2个数量级！

总结

这篇研究揭示了一种新的靶向纳米粒子快速精准投递到肺部的方法，通过利用内皮细胞的质膜微囊泵系统进行主动输送。

摘要

在这项研究中，科学家们发现了一种能够迅速、精准地将纳米粒子输送到肺部的新机制。这一发现是通过研究内皮细胞的质膜微囊泵系统，该系统能够在血管内皮细胞中主动运输纳米粒子，从而实现对肺部组织的特异性定位和药物投递。研究团队首先利用小型的纳米粒子，如金纳米粒子（GNPs）和多分枝聚合物（PAMAM）分子，通过抗体靶向肺微血管内皮细胞的质膜微囊泵。通过单光子发射计算机断层扫描（SPECT-CT）成像和生物分布分析，研究人员观察到纳米粒子在肺部的积累远高于其他器官，尤其是在短时间内（如几分钟内）。这一发现表明，质膜微囊泵系统不仅能够有效地竞争与网状内皮系统（RES）的吸收，还能够在短时间内将大部分纳米粒子浓缩到肺部。研究还揭示了纳米粒子大小对于质膜微囊泵系统输送效率的影响，并通过诱导的ICP-MS直接检测了金纳米粒子在肺部的浓度。此外，研究人员还对比了靶向和非靶向纳米粒子的生物分布和目标指数，进一步证实了质膜微囊泵系统在提高肺部纳米粒子浓聚能力方面的作用。这项研究为未来的诊断、成像和治疗肺部疾病提供了新的策略，并可能改变对纳米药物投递的现有范式。

细节

质膜微囊泵系统的发现

研究发现内皮细胞的质膜微囊泵系统能够迅速地将纳米粒子输送到肺部，这一机制能够有效地竞争与网状内皮系统的吸收，实现对肺部的精准投递。

纳米粒子大小的影响

纳米粒子的大小对其被质膜微囊泵系统输送的效率有显著影响。研究表明，较小的纳米粒子（如10 nm和20 nm的金纳米粒子）能够更有效地被输送到肺部。

肺部纳米粒子积累的量化

通过SPECT-CT成像和生物分布分析，研究人员量化地证实了纳米粒子在肺部的浓聚能力远超过其他器官，包括网状内皮系统。

靶向与非靶向纳米粒子的比较

研究比较了靶向和非靶向纳米粒子的生物分布，显示靶向纳米粒子能够显著提高肺部的浓聚度，而非靶向纳米粒子则主要积累在网状内皮系统中。

质膜微囊泵系统的输送能力

质膜微囊泵系统的输送能力不仅超过了被动输送的效率，而且能够在存在网状内皮系统竞争的情况下，快速地将纳米粒子输送到肺部。

参考文献

Nayak, T. R.; Chrastina, A.; Valencia, J.; Cordova-Robles, O.; Yedidsion, R.; Buss, T.; Cederstrom, B.; Koziol, J.; Levin, M. D.; Olenyuk, B.; Schnitzer, J. E. Rapid Precision Targeting of Nanoparticles to Lung via Caveolae Pumping System in Endothelium. Nat. Nanotechnol. 2024. https://doi.org/10.1038/s41565-024-01786-z.