發(fā)布日期：2017-06-15

圖片來源：Meddagdet

血管內(nèi)皮細胞是血液中物質(zhì)從血液到達組織的一道屏障，通常，它能夠允許小分子藥物從血液進入到組織中，但是對于大分子和攜帶藥物磁性納米粒子來說，除非發(fā)生了滲漏，否則它們無法穿過血管內(nèi)皮屏障，因而，現(xiàn)在很多的藥物遞送策略只能針對于實體腫瘤的治療。

如果能夠?qū)崿F(xiàn)對血管內(nèi)皮縫隙開啟的有效控制，對于局部給藥是非常有好處的，對于癌癥及其他疾病的治療也會非常有幫助。來自萊斯大學(xué)的研究人員嘗試通過磁性來實現(xiàn)對體內(nèi)血管內(nèi)皮滲透性的人為控制，旨在通過強磁體將藥物遞送到目標區(qū)域，到達目前難以到達的組織和器官中，研究發(fā)表在了最近的Nature子刊《Nature Communications》上。

研究人員準備了一批氧化鐵納米粒子(MNP)進行實驗。他們發(fā)現(xiàn)MNP與強磁體一起可以用于打開在血管線內(nèi)皮細胞之間藥物遞送的間隙。圖片來源：萊斯大學(xué)

VE-鈣粘蛋白是血管內(nèi)皮細胞間能夠緊密連接的關(guān)鍵元件，它錨定在血管內(nèi)皮細胞的肌動蛋白細胞骨架上，VE-鈣粘蛋白與F-肌動蛋白之間的這種緊密關(guān)聯(lián)可以協(xié)同控制血管內(nèi)皮的功能。在過去幾年中，很多科學(xué)家嘗試用磁性納米粒子（MNP）來引導(dǎo)藥物遞送，進行了廣泛的研究。作為納米級的磁體，在一定的尺寸內(nèi)，它可以被細胞內(nèi)吞而并不會對細胞的活力產(chǎn)生影響。MNP可以調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的F-肌動蛋白，通過對F-肌動蛋白的影響來改變血管內(nèi)皮細胞間緊密的連接，增加內(nèi)皮的通透性。

研究人員正在準備直徑在16至33納米之間的納米粒子以靶向內(nèi)皮細胞。一旦粒子進入細胞，就可以用磁鐵來操縱它們。圖片來源：萊斯大學(xué)

研究人員首先通過微流體裝置培養(yǎng)真實的血管內(nèi)皮細胞，建立了血管內(nèi)皮細胞的微流體模型。在微流體裝置中注入了直徑16-33nm的MNP，并用熒光進行了標記。對VE-鈣粘蛋白進行了染色，以觀察它的表現(xiàn)。當施加了外部磁場時，VE-鈣粘蛋白的分布會變得不連續(xù)和擴散，表明細胞間的粘附連接有所破壞。

如果這種破壞是永久性的，無疑這種方法是不安全的。有趣的是，當外部磁場撤出12小時后，肌動蛋白纖維和VE-鈣粘蛋白恢復(fù)到了其原始分布。微流體實驗表明了，施加MNP和外部磁力后，可以引起肌動蛋白細胞骨架的可逆變化，并且這種變化導(dǎo)致的內(nèi)皮間連接破壞是暫時的，并不會永久性改變內(nèi)皮的功能。對于體內(nèi)實驗來說，這是一個安全性的良好前提。

之后研究人員進一步嘗試了體內(nèi)實驗，他們選用了無胸腺裸鼠的尾靜脈作為模型。由于體內(nèi)血管的深度，研究人員采用了較強的磁場和直徑33nm的MNP。血管的通透性評價則通過檢測循環(huán)吲哚花青綠（ICG）來進行，通過觀測ICG在尾靜脈處的累積來衡量滲透性的改變。實驗是在小鼠麻醉的條件下進行的，將MNP注射到體內(nèi)后，將小鼠尾部放置于磁場內(nèi)2小時。在暴露于磁場的條件下，ICG通過尾靜脈注入并檢測在體內(nèi)的分布。實驗發(fā)現(xiàn)，在存在磁場的小鼠尾靜脈處，ICG的信號有顯著的增強。在沒有磁場的對照小鼠中，MNP對ICG的分布沒有影響。

結(jié)果表明，外部磁性可以誘導(dǎo)MNP可逆的改變靶組織的血管內(nèi)皮通透性，這對于靶向給藥到無血管滲漏的組織和疾病的治療將有巨大的潛在應(yīng)用價值。

參考資料

[1] Magnetic forces enable controlled drugdelivery by disrupting endothelial cell-cell junctions

[2] Magnets and Nanoparticles for On-DemandLeaky Vessels

[3] Making vessels leaky on demand couldaid drug delivery

來源：康健新視野（微信號 HealthHorizon）