Nat Nanotechnol | 中国中医科学院王继刚/徐承超揭示体内胆固醇浓度对纳米颗粒的影响

生物流体中的纳米颗粒(NPs)形成一层称为蛋白质冠的生物分子。蛋白质冠已被证明可以决定NPs的生物学特性和体内命运，但代谢物，特别是与疾病相关的小分子，是否以及如何调节蛋白质冠并随后影响体内NP的命运，目前尚不清楚。

2023年8月3日，中国中医科学院中药研究所王继刚及徐承超共同通讯在Nature Nanotechnology（IF=38）在线发表题为“Cholesterol modulates the physiological  response to nanoparticles by changing the composition of protein corona”的研究论文，该研究表明胆固醇通过改变蛋白质冠的组成来调节对纳米颗粒的生理反应。该研究发现高水平的胆固醇，如在高胆固醇血症中，通过改变蛋白质与NPs的结合亲和力，导致载脂蛋白富集和补体蛋白减少的蛋白质冠。

与正常蛋白冠相比，胆固醇介导的蛋白冠可诱导巨噬细胞对NPs产生更强的炎症反应，并通过增强脂蛋白受体的识别，促进肝细胞对NPs的摄取。体内生物分布分析结果显示，与健康小鼠相比，高胆固醇血症小鼠的NPs更容易被传递到肝脏、脾脏和大脑，而不太可能被传递到肺部。该研究表明，代谢组谱是影响纳米药物靶疗效和安全性的一个尚未开发的因素，为利用疾病相关代谢物开发个性化纳米药物提供了一条途径。

尽管纳米颗粒(NPs)在生物成像、药物输送、疫苗和癌症免疫治疗等方面具有广泛的应用潜力，但由于其在临床试验中的表现不理想，市场上批准的纳米药物数量比预期的要少。这一巨大的差距部分是由于缺乏对患者体内纳米生物界面的理解。当施用于人体时，纳米药物不可避免地与体液中的生物分子相互作用，在其表面形成称为“蛋白质冠”（PC）的蛋白质冠。越来越多的证据表明，PC对纳米药物在体内的生物分布、生物利用度和生物转化具有重要影响。因此，了解PC的形成和生物学作用是纳米药物安全有效临床应用的重要一步。

PC的形成可以受到许多因素的影响，例如生物流体中NPs和蛋白质种类的物理化学性质。前列腺癌的蛋白质组指纹图谱为疾病的早期诊断、进展和预后提供了线索。先前的研究表明，来自不同供体的人血浆样品可以不同地调节PC的组成，从而影响对NPs的生理反应。因此，人们提出了个性化个人电脑的概念，即为患者或健康个体定制的个人电脑，用于发展精密纳米医学。然而，决定PC形成和随后纳米药物体内行为的关键因素仍然知之甚少。众所周知，代谢物，尤其是脂质，会吸附在NPs表面，但这种相互作用对PC形成的生物学意义尚不清楚。

NPs在健康和高胆固醇个体中的命运（图源自Nature Nanotechnology ）

该研究建立了一个FBS系统来研究胆固醇对PC形成的影响。研究发现高水平的胆固醇增加了载脂蛋白的保留，减少了补体蛋白在PC中的含量。作者意识到这种FBS系统的局限性，并使用从小鼠和人制备的高胆固醇血症血清和正常血清验证了研究结果。但需要注意的是，在像血清这样复杂的环境中，载脂蛋白和补体蛋白的动态变化也可能影响PC的形成。因此，该研究表明，纳米药物的安全性应该以一种健康状态相关的方式进行评估。越来越清楚的是，NPs将在医学上有广泛的应用。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41565-023-01455-7

转自：“iNature”微信公众号

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