基因工程纳米颗粒将地塞米松直接输送到发炎的肺部

加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师已经开发出模拟免疫细胞的纳米粒子，这些纳米粒子可以靶向肺部炎症，并将药物直接输送到需要的地方。作为概念证明，研究人员将药物地塞米松填充到纳米颗粒中，并将它们给药于肺组织发炎的小鼠。在给予纳米颗粒的小鼠中，炎症在标准递送方法没有任何功效的药物浓度下得到了完全治疗。

研究人员于 6 月 16 日在《科学进展》上报告了他们的发现。

这些纳米颗粒的特别之处在于它们被包裹在经过基因工程改造的细胞膜中，以寻找并与发炎的肺细胞结合。它们是加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授张良芳的实验室开发的所谓细胞膜涂层纳米颗粒系列中的最新产品。他的实验室以前曾使用细胞膜包被的纳米粒子来吸收 MRSA 产生的毒素;治疗败血症;并训练免疫系统对抗癌症。但是，虽然这些以前的细胞膜自然来自人体细胞，但用于包裹这种填充地塞米松的纳米颗粒的细胞膜却不是。

“在这篇论文中，我们在收集细胞膜之前使用了一种基因工程方法来编辑细胞上的表面蛋白质。这使我们能够精确地在细胞膜上过度表达某些功能性蛋白质或敲除一些不需要的蛋白质，从而显着提高了我们的技术，”说张，是该论文的资深作者。

张实验室的研究生、论文的第一作者 Joon Ho Park 说，研究人员注意到，当内皮细胞发炎时，它们会过度表达一种名为 VCAM1 的蛋白质，其目的是将免疫细胞吸引到炎症部位。作为回应，免疫细胞表达一种称为 VLA4 的蛋白质，它会寻找并结合 VCAM1。

“我们设计的细胞膜可以一直表达完整版的 VLA4，”Park 说。“这些膜不断过度表达 VLA4 以寻找 VCAM1 和炎症部位。这些工程细胞膜允许纳米粒子找到发炎的部位，然后释放纳米粒子内部的药物来治疗特定的炎症区域。”

虽然纳米颗粒不会直接提高药物的功效——在这种情况下是地塞米松——但将其集中在感兴趣的部位可能意味着需要较低的剂量。该研究表明，地塞米松在目标部位的积累水平高于标准给药方法，速度更快。

“我们提供与诊所使用的完全相同的药物，但不同之处在于我们将药物集中到感兴趣的地方，”帕克说。“通过让这些纳米粒子靶向炎症部位，这意味着大部分药物将在需要的地方结束，并且在它积累并发挥作用之前不会被身体清除。”

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