揭示肺表面活性劑修飾納米顆粒與細胞膜的相互作用

　　納米顆粒在進入生物體后，會不可避免地與各種生物體液接觸，在此過程中，納米顆粒會吸附不同種類的生物分子，在其表面形成生物分子冕。此分子冕將會改變顆粒的原始表面性質，從而影響隨后納米顆粒與生物體的相互作用，包括對細胞的毒性以及顆粒在生物體內的輸運。肺器官作為呼吸系統，是納米顆粒進入人體的主要途徑之一，吸入顆粒首先與肺泡中表面活性劑接觸，吸附其中的磷脂分子及蛋白質分子，形成肺表面活性劑分子冕，顯著改變肺泡上皮細胞、肺巨噬細胞等對納米顆粒的內吞行為，但目前與之相關的機理研究非常缺乏。

　　近日，中國科學院力學研究所研究員胡國慶團隊采用耗散粒子動力學模擬方法，研究了肺表面活性劑修飾的納米顆粒與細胞膜之間的相互作用。該項研究合作者包括中科院生態環境研究中心的劉思金等。相關結果發表在《應用材料與界面》上。相關工作獲得了國家自然科學基金、中科院前沿科學重點研究項目和中科院B類先導項目的支持。

　　研究表明，肺表面活性劑磷脂和蛋白質分子將改變納米顆粒的物化特性，影響納米顆粒與細胞膜的相互作用。胡國慶表示，顆粒所吸附的磷脂分子可作為被細胞識別的配體，通過受體介導控制顆粒的內吞。在內吞過程中，磷脂會發生明顯的形變，使其提供的配體與細胞膜受體更緊密地結合，從而促進內吞完成。所吸附的磷脂分子密度會改變顆粒表面的親疏水性及配體密度，從而以非特異性和特異性兩種作用對納米顆粒的攝入產生影響。

　　“具有疏水特性的表面活性劑蛋白分子通過與細胞膜磷脂的非特異性黏附作用，能夠加速細胞膜對納米顆粒的內吞，但細胞膜的內吞行為主要由肺表面活性劑中占多數成分的磷脂分子所決定。該工作對于評估吸入納米顆粒的毒性以及設計呼吸給藥載體具有重要意義。”胡國慶表示。