伪装的纳米粒子用于将致癌蛋白传递给癌症

宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组表示，仿生纳米系统可以提供治疗性蛋白质，以选择性地靶向癌症肿瘤。研究人员利用来自喜马拉雅山区植物中的一种名为gelonin的蛋白质毒素，将蛋白质置于自组装金属有机骨架(MOF)纳米颗粒中，以保护它们免受人体免疫系统的侵害。为了延长药物在血液中的寿命并选择性地靶向肿瘤，研究小组将MOF隐藏在由肿瘤细胞制成的涂层中。

血液是药物输送的恶劣环境。身体的免疫系统攻击外来分子，或者通过脾脏或肝脏将它们冲出体外。但细胞，包括癌细胞，释放出称为细胞外囊泡的小颗粒，与体内的其他细胞相通，并向免疫系统发送“不要吃我”的信号。

“我们设计了一种策略来利用来自肿瘤细胞的细胞外囊泡，”宾夕法尼亚州立大学生物医学和电子工程副教授Siyang Zheng说。“我们去除这些细胞外囊泡中99%的含量，然后使用膜包裹我们的金属 - 有机骨架纳米粒子。如果我们可以通过活组织检查或手术从患者身上获取细胞外囊泡，那么纳米粒子将找出肿瘤通过称为同型定位的过程。“

龚成是一篇描述该团队工作的新论文的主要作者，现在哈佛大学郑氏集团的一名博士前学者说：“MOF是一类由金属节点和有机连接体组装而成的晶体材料。在我们的设计中，自我MOF纳米粒子的组装和蛋白质的包封是在水环境中通过一锅法同时实现的，MOF表面富集的金属亲和位点就像纽扣钩，因此细胞外囊泡膜很容易在MOF纳米粒子上弯曲。仿生策略使合成纳米粒子看起来像细胞外囊泡，但它们里面有所需的货物。“

纳米颗粒系统在血流中循环，直到它找到肿瘤并锁定细胞膜。癌细胞在称为内吞作用的过程中摄取纳米颗粒。一旦进入细胞，癌细胞的细胞内运输囊泡的酸度越高，金属 - 有机骨架纳米粒子就会分裂并将有毒蛋白质释放到细胞质中并杀死细胞。

“我们的金属 - 有机骨架具有非常高的承载能力，因此我们不需要使用大量的颗粒，这样可以保持较低的一般毒性，”郑说。

研究人员研究了纳米系统的有效性及其在小动物模型中的毒性，并在美国化学学会期刊的封面文章中报道了他们的发现。

研究人员相信，他们的纳米系统提供了一种工具，可以有针对性地传递需要从免疫系统中隐藏的其他蛋白质。宾夕法尼亚州立大学已申请该技术的专利保护。