促进载蛋白纳米系统在细胞内体/溶酶体逃逸的纳米材料:研究现状与未来

摘要

背景:如何实现将细胞外蛋白质有效运输至细胞内一直是备受关注的问题.随着纳米载蛋白质技术的不断发展,蛋白质的有效递送得到一定的实现.然而,载蛋白质纳米体系进入内体/溶酶体后,很大程度上仍无法避免被降解的现状,从而阻碍了蛋白质发挥作用.目的:综述近年来促内体/溶酶体逃逸的载蛋白纳米系统的研究进展,概述促进载蛋白纳米系统在细胞内体/溶酶体逃逸的纳米材料的研究现状和应用前景.方法:在Web of Science、PubMed、中国知网及万方数据库进行文章检索,检索时限为2000-2021年.英文检索词为"Endosome escape, Lysosome escape,Nanoparticles,Protein delivery",中文检索词为"内体逃逸、溶酶体逃逸、纳米材料、蛋白质递送".对比纳入与排除标准将所有文章进行初筛,最终纳入89篇文章进行综述.根据内体、溶酶体逃逸机制的特点,对无机-有机材料、无机材料、有机材料和生物相关材料的功能特点及临床应用进行总结.结果与结论:①由纳米材料作为载体向细胞内递送的蛋白质在细胞内的内体/溶酶体逃逸相关机制多种多样,主要包括质子海绵效应、膜失稳和膜融合等机制,通过上述各机制,载蛋白纳米系统得以成功转递至细胞质内,并发挥其相应功效.②目前最常用于促进载蛋白纳米系统在细胞内体/溶酶体逃逸的4类纳米材料为:有机-无机杂化纳米材料、无机纳米材料、有机纳米材料和生物相关纳米材料,这些材料具有良好的生物相容性和生物降解性、设计新颖、可定制性和pH响应性等优点,在治疗癌症、杀伤肿瘤、基因编辑和降低血糖等临床研究领域已初显优势.③为进一步扩大具有促内体/溶酶体逃逸功效的载蛋白纳米系统在临床上的应用,未来需要进行更详尽的纳米材料安全性及机制把控方面的研究.