脂質(zhì)體與細(xì)胞相互作用的研究進(jìn)展

郁蕾綜述，楊艷審校

（醫(yī)學(xué)電生理學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川醫(yī)科大學(xué)心血管醫(yī)學(xué)研究所，四川瀘州646000）

脂質(zhì)體與細(xì)胞相互作用的研究進(jìn)展

郁蕾綜述，楊艷審校

（醫(yī)學(xué)電生理學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川醫(yī)科大學(xué)心血管醫(yī)學(xué)研究所，四川瀘州646000）

1 前言

20世紀(jì)70年代初期，Gregoriadis和Rymen等開始用脂質(zhì)體作為藥物載體開展研究，揭開了藥物載體研究的序幕。伴隨著生物技術(shù)長足地發(fā)展，其制備工藝逐步完善，作用機(jī)制進(jìn)一步闡明，在藥物遞送方面的研究成果不斷得到重視[1]。脂質(zhì)體作為藥物載體具有保護(hù)藥物活性基團(tuán)、降低藥物毒性、提高療效、避免耐藥性等優(yōu)點(diǎn)。但隨著脂質(zhì)體在藥物投遞領(lǐng)域應(yīng)用的增加，人們對脂質(zhì)體的多樣性和專一性要求愈來愈高，因此，促使了對脂質(zhì)體多樣化的進(jìn)一步研究。多樣化的結(jié)果使脂質(zhì)體與細(xì)胞間的相互作用也呈現(xiàn)出多樣性，如因相互作用時入胞速度的不同，改變?nèi)氚臋C(jī)理及方式；靶向性成分修飾脂質(zhì)體后，提高與靶細(xì)胞相互作用的效果[2]。實(shí)現(xiàn)高效安全的藥物靶向作用，需要了解脂質(zhì)體與細(xì)胞相互作用的影響因素。本文介紹脂質(zhì)體在細(xì)胞層面上發(fā)生的不同相互作用及其與細(xì)胞相互作用的影響因素，為開發(fā)多功能的新型脂質(zhì)體的研發(fā)及其應(yīng)用提供參考。

2 載藥脂質(zhì)體的種類及特征

脂質(zhì)體按性能可分為一般脂質(zhì)體和特殊性能脂質(zhì)體，而特殊性能脂質(zhì)體又包括熱敏脂質(zhì)體、pH敏感脂質(zhì)體、多糖被復(fù)脂質(zhì)體、免疫脂質(zhì)體、長循環(huán)脂質(zhì)體、前體脂質(zhì)體等。脂質(zhì)體是一種定向藥物載體，被認(rèn)為是目前最成熟的靶向給藥系統(tǒng)的一種新劑型。脂質(zhì)體的雙親性結(jié)構(gòu)使其既能包裹水溶性藥物又可包埋脂溶性藥物，脂質(zhì)體還可以包裹兩親性藥物；脂質(zhì)體膜與細(xì)胞膜組分的相似性使其能夠提高細(xì)胞與藥物的結(jié)合效率；脂質(zhì)體表面化學(xué)基團(tuán)的修飾可方便地進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造[3-4]。靶向性是脂質(zhì)體作為藥物載體最突出的特征，根據(jù)作用方式不同，脂質(zhì)體的靶向性可分為被動靶向性、主動靶向性和物理化學(xué)靶向性。被動靶向性是在體內(nèi)被單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞攝取，通過正常生理過程運(yùn)送至肝、脾等器官，使藥物在這些器官富集而發(fā)揮作用，具有肝、脾的自然靶向性[5]，包括滲透滯留效應(yīng)也屬于被動靶向。被動靶向制劑(passive targeting preparations)即自然靶向制劑，是根據(jù)機(jī)體內(nèi)不同的組織、器官或細(xì)胞對不同大小的微粒具有不同的滯留性，將藥物包裹或嵌入各種類型的微粒（脂質(zhì)體、微囊、微球、乳劑等)中或藥物大分子聚合物嫁接形成藥物大分子復(fù)合物，從而被不同的組織、器官或細(xì)胞阻留或攝取的膠體或混懸的微粒制劑。主動靶向性是在被動靶向性脂質(zhì)體的基礎(chǔ)上連接特異性配體，通過配體分子與靶細(xì)胞的特異性作用，將藥物定向地運(yùn)送到靶向區(qū)濃集而發(fā)揮作用，常見的配體如抗體、糖、蛋白質(zhì)等。主動靶向制劑(active targeting preparations)是用修飾的藥物載體作為“導(dǎo)彈”，制備的具有主動識別靶組織或靶細(xì)胞或靶細(xì)胞內(nèi)特定細(xì)胞器的大分子載體制劑，可將藥物定向地運(yùn)送到靶區(qū)濃集發(fā)揮藥效。這種載體可以是受體的配體、單克隆抗體、對體內(nèi)某些化學(xué)物質(zhì)敏感的高分子物質(zhì)等。如載藥微?？梢蜻B接有特定的配體與靶細(xì)胞的受體結(jié)合，或連接單克隆抗體成為免疫微粒等原因，從而能避免吞噬細(xì)胞的攝取，防止在肝內(nèi)濃集，改變微粒在體內(nèi)的自然分布而到達(dá)病灶靶區(qū)；亦可將藥物修飾成前體藥物，即能在在特定靶區(qū)被激活釋放有活性的母體藥物而發(fā)揮治療作用。物理化學(xué)靶向性是利用作用部位的pH和溫度等的變化來改變脂質(zhì)體膜的通透性使其選擇性釋放藥物而實(shí)現(xiàn)靶向給藥，如溫度敏感脂質(zhì)體。物理化學(xué)靶向制劑(physical and chemical targeting preparations)是指利用某些物理化學(xué)手段將藥物輸送到特定部位而發(fā)揮藥效。如可利用對對溫度敏感的載體制成熱敏感制劑，在局部的熱療作用下，使熱敏感制劑在靶區(qū)釋藥；對pH敏感的載體制備pH敏感制劑，使藥物在體內(nèi)特定的pH靶區(qū)內(nèi)釋藥；應(yīng)用磁性材料與藥物制成磁導(dǎo)向制劑，在體外磁場引導(dǎo)下，通過血管到達(dá)并定位于特定靶區(qū)；栓塞制劑可以阻斷靶區(qū)的血供和營養(yǎng)，從而起到動脈栓塞和靶向治療的雙重作用。

3 載藥脂質(zhì)體與細(xì)胞相互作用的影響因素

3.1 磷脂

磷脂是細(xì)胞膜及細(xì)胞器膜的重要組成成分。作為脂質(zhì)體的重要膜材，磷脂會很大程度上影響脂質(zhì)體與細(xì)胞作用的效果。Manconi[6]等分別以不同磷脂酰膽堿（PC）含量的大豆卵磷脂（SL;80%PC）、商業(yè)用大豆磷脂酰膽堿（P90;90%PC）及高純度二棕櫚酰磷脂酰膽堿（DPPC;99%PC）為膜材制備雙熒光脂質(zhì)體，這三種脂質(zhì)體再分別與宮頸癌細(xì)胞共培育后，用熒光顯微鏡觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)P90為膜材的脂質(zhì)體在細(xì)胞內(nèi)的釋藥效果最好。Pires[7]等以不同種類的磷脂為膜材制備脂質(zhì)體，然后分別與人單核細(xì)胞共培育，結(jié)果發(fā)現(xiàn)純1,2-二油酰基羥丙基-3-N,N,N-三甲銨氯（DOTAP）為膜材的脂質(zhì)體融合效果較高，但當(dāng)膜材中添加PE后，這種融合效果就會降低。

3.2 粒徑

顆粒的大小一般都會對細(xì)胞吸收產(chǎn)生重要的影響。Chithrani[8-9]等研究了14、50、74 nm三種金納米粒子與宮頸癌細(xì)胞的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著金納米粒子大小的不同，金納米粒子的細(xì)胞吸收動力學(xué)以及飽和濃度也隨之改變，且50 nm粒徑的金納米顆粒被細(xì)胞吸收的效果最好[10]。脂質(zhì)體作為一種納米顆粒，其粒徑的大小也會對細(xì)胞相互作用產(chǎn)生影響，如范真真[11]等發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體粒徑大于200 nm，經(jīng)非網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)方式被細(xì)胞吞噬，小于200 nm的則經(jīng)網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)方式。

3.3 表面電荷

脂質(zhì)體表面電荷會對其與細(xì)胞間的相互作用產(chǎn)生重要的影響。一般認(rèn)為，表面帶正電荷和帶負(fù)電荷的脂質(zhì)體要比中性脂質(zhì)體更快地聚集并粘附到細(xì)胞膜表面與細(xì)胞結(jié)合并被吞噬，可能原因是：細(xì)胞表面的負(fù)電荷密度較大，帶正電荷脂質(zhì)體易與其相互吸引而結(jié)合；帶負(fù)電荷脂質(zhì)體能與非特定受體尤其是B型清道夫受體相互作用，使其易被細(xì)胞吞噬；由于靜電吸引作用，高度帶正電荷或負(fù)電荷脂質(zhì)體更容易激活并結(jié)合補(bǔ)體蛋白[12]。但是，Manconi[6]等發(fā)現(xiàn)帶正電荷脂質(zhì)體易聚集到宮頸癌細(xì)胞周圍，但負(fù)電荷脂質(zhì)體卻易進(jìn)入宮頸癌細(xì)胞內(nèi)。

3.4 功能化修飾

一般脂質(zhì)體往往達(dá)不到細(xì)胞或器官水平的精確靶向，而經(jīng)表面修飾、改造后的脂質(zhì)體靶向功能更強(qiáng)，常見的功能化修飾脂質(zhì)體有長循環(huán)脂質(zhì)體、pH敏感脂質(zhì)體、溫度敏感脂質(zhì)體及免疫脂質(zhì)體等。相對于一般脂質(zhì)體，功能化修飾的脂質(zhì)體通常會改變其與細(xì)胞的相互作用。如經(jīng)聚乙二醇修飾的脂質(zhì)體，因其表面親水性的增強(qiáng)，可以減少與血液中調(diào)理蛋白的結(jié)合，增長藥物在體內(nèi)的循環(huán)時間，進(jìn)而增強(qiáng)藥效[13]；經(jīng)轉(zhuǎn)鐵蛋白修飾的載基因前陽離子脂質(zhì)體可以降低細(xì)胞毒性，提高細(xì)胞轉(zhuǎn)染率[14]；經(jīng)半乳糖基修飾的脂質(zhì)體表現(xiàn)出明顯的肝靶向性[15]。

3.5 血清

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的血清成分會對脂質(zhì)體本身的穩(wěn)定性及與細(xì)胞相互作用產(chǎn)生影響。血清中的高密度載脂蛋白(HDL)會與脂質(zhì)體結(jié)合導(dǎo)致蛋白質(zhì)和磷脂的交換，使脂質(zhì)體膜的通透性增加造成包封藥物的泄露；血清中還有一些被激活的補(bǔ)體系統(tǒng)能和脂質(zhì)體形成復(fù)合體，使得脂質(zhì)體膜出現(xiàn)親水性通道，從而使包封的藥物外泄以及水、電解質(zhì)的進(jìn)入，最終導(dǎo)致脂質(zhì)體的裂解；血清白蛋白與脂質(zhì)體結(jié)合也會降低其穩(wěn)定性[16]。Mady[17]等分別用無血清的DMEM培基、30%小牛血清(FCS)的DMEM培基以及100%FCS共培育等量熒光脂質(zhì)體與人黑色素瘤細(xì)胞，采用激光共聚焦成像，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無血清條件下的脂質(zhì)體入胞速度最快。

3.6 超聲

超聲作用于脂質(zhì)體產(chǎn)生的空化效應(yīng)會影響脂質(zhì)體與細(xì)胞的相互作用。張春兵[18]等發(fā)現(xiàn)，在0.19～0.3 MPa聲壓變化范圍內(nèi)（此超聲強(qiáng)度對細(xì)胞的損傷較?。┨岣吡思?xì)胞膜的通透性，從而增強(qiáng)了脂質(zhì)體與細(xì)胞的相互作用，細(xì)胞膜通透性增加的原因之一可能是超聲輻射力誘發(fā)的脂質(zhì)體運(yùn)動對細(xì)胞膜表面產(chǎn)生的沖擊作用，其累積效應(yīng)有可能將細(xì)胞膜打通；此外，較大粒徑的脂質(zhì)體顆粒會在超聲作用下分解成更小粒徑更穩(wěn)定的顆粒，而小粒徑脂質(zhì)體更易被細(xì)胞吸收，提高了滲透細(xì)胞的能力。

3.7 細(xì)胞類型

不同細(xì)胞的細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)、糖類等物質(zhì)的差異性而使其與脂質(zhì)體作用時呈現(xiàn)出不同的效應(yīng)。如Takeuchi[19]等制備的載有光敏劑的聚陽離子脂質(zhì)體分別與人體內(nèi)皮細(xì)胞和人體臍血管內(nèi)皮細(xì)胞共培育，結(jié)果發(fā)現(xiàn)人體臍血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)熒光表達(dá)較高。

4 展望

作為良好藥物載體的脂質(zhì)體的特點(diǎn)、多樣性和應(yīng)用價(jià)值逐漸被人們認(rèn)識。脂質(zhì)體的脂質(zhì)膜成分、粒徑、表面電荷、功能化修飾、超聲、及實(shí)驗(yàn)條件如血清和細(xì)胞類型等都會影響脂質(zhì)體與細(xì)胞的相互作用，在機(jī)體影響體內(nèi)各組織器官的攝取。隨著研究的深入，新型脂質(zhì)體將不斷地出現(xiàn)，其功能將不斷地完善，臨床應(yīng)用將更加地廣泛。而對于一種具體藥物而言，如實(shí)驗(yàn)室在開發(fā)研究丹參酮IIA磺酸鈉（DS-201）脂質(zhì)體時，采用薄膜超聲分散法制備DS-201脂質(zhì)體，制備中考慮到脂質(zhì)膜成分、粒徑因素對細(xì)胞作用的影響，采取了不同磷脂濃度及磷脂與膽固醇的比例等因素對DS-201脂質(zhì)體進(jìn)行優(yōu)化篩選，采用了探頭超聲、0.2 μm針筒過濾器過濾來控制粒徑大小，獲得較好的血管平滑肌大電導(dǎo)鈣激活鉀通道激活效應(yīng)，由此可望提高丹參酮IIA磺酸鈉的生物利用度和臨床療效?？傊?，通過了解脂質(zhì)體的特性、制備的影響因素，可為脂質(zhì)體的研發(fā)及其應(yīng)用提供重要基礎(chǔ)。另外，這些有關(guān)脂質(zhì)體的基本理論和實(shí)踐知識，也為臨床藥物合理應(yīng)用提供依據(jù)，如藥物配方研究員也可以通過對這些性能的不斷論證，促進(jìn)針對具體的治療方案選用最合適的脂質(zhì)體藥物。

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（2015-11-02收稿）

R543

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2016.01.024

郁蕾(1989-)，女，碩士生。E-mail:Yulei0304@163.com