郁蕾综述，杨艳审校

（医学电生理学教育部重点实验室，四川医科大学心血管医学研究所，四川泸州646000）

脂质体与细胞相互作用的研究进展

郁蕾综述，杨艳审校

（医学电生理学教育部重点实验室，四川医科大学心血管医学研究所，四川泸州646000）

1 前言

20世纪70年代初期，Gregoriadis和Rymen等开始用脂质体作为药物载体开展研究，揭开了药物载体研究的序幕。伴随着生物技术长足地发展，其制备工艺逐步完善，作用机制进一步阐明，在药物递送方面的研究成果不断得到重视[1]。脂质体作为药物载体具有保护药物活性基团、降低药物毒性、提高疗效、避免耐药性等优点。但随着脂质体在药物投递领域应用的增加，人们对脂质体的多样性和专一性要求愈来愈高，因此，促使了对脂质体多样化的进一步研究。多样化的结果使脂质体与细胞间的相互作用也呈现出多样性，如因相互作用时入胞速度的不同，改变入胞的机理及方式；靶向性成分修饰脂质体后，提高与靶细胞相互作用的效果[2]。实现高效安全的药物靶向作用，需要了解脂质体与细胞相互作用的影响因素。本文介绍脂质体在细胞层面上发生的不同相互作用及其与细胞相互作用的影响因素，为开发多功能的新型脂质体的研发及其应用提供参考。

2 载药脂质体的种类及特征

脂质体按性能可分为一般脂质体和特殊性能脂质体，而特殊性能脂质体又包括热敏脂质体、pH敏感脂质体、多糖被复脂质体、免疫脂质体、长循环脂质体、前体脂质体等。脂质体是一种定向药物载体，被认为是目前最成熟的靶向给药系统的一种新剂型。脂质体的双亲性结构使其既能包裹水溶性药物又可包埋脂溶性药物，脂质体还可以包裹两亲性药物；脂质体膜与细胞膜组分的相似性使其能够提高细胞与药物的结合效率；脂质体表面化学基团的修饰可方便地进行结构改造[3-4]。靶向性是脂质体作为药物载体最突出的特征，根据作用方式不同，脂质体的靶向性可分为被动靶向性、主动靶向性和物理化学靶向性。被动靶向性是在体内被单核巨噬细胞系统的巨噬细胞摄取，通过正常生理过程运送至肝、脾等器官，使药物在这些器官富集而发挥作用，具有肝、脾的自然靶向性[5]，包括渗透滞留效应也属于被动靶向。被动靶向制剂(passive targeting preparations)即自然靶向制剂，是根据机体内不同的组织、器官或细胞对不同大小的微粒具有不同的滞留性，将药物包裹或嵌入各种类型的微粒（脂质体、微囊、微球、乳剂等)中或药物大分子聚合物嫁接形成药物大分子复合物，从而被不同的组织、器官或细胞阻留或摄取的胶体或混悬的微粒制剂。主动靶向性是在被动靶向性脂质体的基础上连接特异性配体，通过配体分子与靶细胞的特异性作用，将药物定向地运送到靶向区浓集而发挥作用，常见的配体如抗体、糖、蛋白质等。主动靶向制剂(active targeting preparations)是用修饰的药物载体作为“导弹”，制备的具有主动识别靶组织或靶细胞或靶细胞内特定细胞器的大分子载体制剂，可将药物定向地运送到靶区浓集发挥药效。这种载体可以是受体的配体、单克隆抗体、对体内某些化学物质敏感的高分子物质等。如载药微粒可因连接有特定的配体与靶细胞的受体结合，或连接单克隆抗体成为免疫微粒等原因，从而能避免吞噬细胞的摄取，防止在肝内浓集，改变微粒在体内的自然分布而到达病灶靶区；亦可将药物修饰成前体药物，即能在在特定靶区被激活释放有活性的母体药物而发挥治疗作用。物理化学靶向性是利用作用部位的pH和温度等的变化来改变脂质体膜的通透性使其选择性释放药物而实现靶向给药，如温度敏感脂质体。物理化学靶向制剂(physical and chemical targeting preparations)是指利用某些物理化学手段将药物输送到特定部位而发挥药效。如可利用对对温度敏感的载体制成热敏感制剂，在局部的热疗作用下，使热敏感制剂在靶区释药；对pH敏感的载体制备pH敏感制剂，使药物在体内特定的pH靶区内释药；应用磁性材料与药物制成磁导向制剂，在体外磁场引导下，通过血管到达并定位于特定靶区；栓塞制剂可以阻断靶区的血供和营养，从而起到动脉栓塞和靶向治疗的双重作用。

3 载药脂质体与细胞相互作用的影响因素

3.1 磷脂

磷脂是细胞膜及细胞器膜的重要组成成分。作为脂质体的重要膜材，磷脂会很大程度上影响脂质体与细胞作用的效果。Manconi[6]等分别以不同磷脂酰胆碱（PC）含量的大豆卵磷脂（SL;80%PC）、商业用大豆磷脂酰胆碱（P90;90%PC）及高纯度二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC;99%PC）为膜材制备双荧光脂质体，这三种脂质体再分别与宫颈癌细胞共培育后，用荧光显微镜观察，结果发现P90为膜材的脂质体在细胞内的释药效果最好。Pires[7]等以不同种类的磷脂为膜材制备脂质体，然后分别与人单核细胞共培育，结果发现纯1,2-二油酰基羟丙基-3-N,N,N-三甲铵氯（DOTAP）为膜材的脂质体融合效果较高，但当膜材中添加PE后，这种融合效果就会降低。

3.2 粒径

颗粒的大小一般都会对细胞吸收产生重要的影响。Chithrani[8-9]等研究了14、50、74 nm三种金纳米粒子与宫颈癌细胞的作用，结果发现，随着金纳米粒子大小的不同，金纳米粒子的细胞吸收动力学以及饱和浓度也随之改变，且50 nm粒径的金纳米颗粒被细胞吸收的效果最好[10]。脂质体作为一种纳米颗粒，其粒径的大小也会对细胞相互作用产生影响，如范真真[11]等发现脂质体粒径大于200 nm，经非网格蛋白介导方式被细胞吞噬，小于200 nm的则经网格蛋白介导方式。

3.3 表面电荷

脂质体表面电荷会对其与细胞间的相互作用产生重要的影响。一般认为，表面带正电荷和带负电荷的脂质体要比中性脂质体更快地聚集并粘附到细胞膜表面与细胞结合并被吞噬，可能原因是：细胞表面的负电荷密度较大，带正电荷脂质体易与其相互吸引而结合；带负电荷脂质体能与非特定受体尤其是B型清道夫受体相互作用，使其易被细胞吞噬；由于静电吸引作用，高度带正电荷或负电荷脂质体更容易激活并结合补体蛋白[12]。但是，Manconi[6]等发现带正电荷脂质体易聚集到宫颈癌细胞周围，但负电荷脂质体却易进入宫颈癌细胞内。

3.4 功能化修饰

一般脂质体往往达不到细胞或器官水平的精确靶向，而经表面修饰、改造后的脂质体靶向功能更强，常见的功能化修饰脂质体有长循环脂质体、pH敏感脂质体、温度敏感脂质体及免疫脂质体等。相对于一般脂质体，功能化修饰的脂质体通常会改变其与细胞的相互作用。如经聚乙二醇修饰的脂质体，因其表面亲水性的增强，可以减少与血液中调理蛋白的结合，增长药物在体内的循环时间，进而增强药效[13]；经转铁蛋白修饰的载基因前阳离子脂质体可以降低细胞毒性，提高细胞转染率[14]；经半乳糖基修饰的脂质体表现出明显的肝靶向性[15]。

3.5 血清

实验系统中的血清成分会对脂质体本身的稳定性及与细胞相互作用产生影响。血清中的高密度载脂蛋白(HDL)会与脂质体结合导致蛋白质和磷脂的交换，使脂质体膜的通透性增加造成包封药物的泄露；血清中还有一些被激活的补体系统能和脂质体形成复合体，使得脂质体膜出现亲水性通道，从而使包封的药物外泄以及水、电解质的进入，最终导致脂质体的裂解；血清白蛋白与脂质体结合也会降低其稳定性[16]。Mady[17]等分别用无血清的DMEM培基、30%小牛血清(FCS)的DMEM培基以及100%FCS共培育等量荧光脂质体与人黑色素瘤细胞，采用激光共聚焦成像，结果发现无血清条件下的脂质体入胞速度最快。

3.6 超声

超声作用于脂质体产生的空化效应会影响脂质体与细胞的相互作用。张春兵[18]等发现，在0.19～0.3 MPa声压变化范围内（此超声强度对细胞的损伤较小）提高了细胞膜的通透性，从而增强了脂质体与细胞的相互作用，细胞膜通透性增加的原因之一可能是超声辐射力诱发的脂质体运动对细胞膜表面产生的冲击作用，其累积效应有可能将细胞膜打通；此外，较大粒径的脂质体颗粒会在超声作用下分解成更小粒径更稳定的颗粒，而小粒径脂质体更易被细胞吸收，提高了渗透细胞的能力。

3.7 细胞类型

不同细胞的细胞膜表面蛋白质、糖类等物质的差异性而使其与脂质体作用时呈现出不同的效应。如Takeuchi[19]等制备的载有光敏剂的聚阳离子脂质体分别与人体内皮细胞和人体脐血管内皮细胞共培育，结果发现人体脐血管内皮细胞内荧光表达较高。

4 展望

作为良好药物载体的脂质体的特点、多样性和应用价值逐渐被人们认识。脂质体的脂质膜成分、粒径、表面电荷、功能化修饰、超声、及实验条件如血清和细胞类型等都会影响脂质体与细胞的相互作用，在机体影响体内各组织器官的摄取。随着研究的深入，新型脂质体将不断地出现，其功能将不断地完善，临床应用将更加地广泛。而对于一种具体药物而言，如实验室在开发研究丹参酮IIA磺酸钠（DS-201）脂质体时，采用薄膜超声分散法制备DS-201脂质体，制备中考虑到脂质膜成分、粒径因素对细胞作用的影响，采取了不同磷脂浓度及磷脂与胆固醇的比例等因素对DS-201脂质体进行优化筛选，采用了探头超声、0.2 μm针筒过滤器过滤来控制粒径大小，获得较好的血管平滑肌大电导钙激活钾通道激活效应，由此可望提高丹参酮IIA磺酸钠的生物利用度和临床疗效。总之，通过了解脂质体的特性、制备的影响因素，可为脂质体的研发及其应用提供重要基础。另外，这些有关脂质体的基本理论和实践知识，也为临床药物合理应用提供依据，如药物配方研究员也可以通过对这些性能的不断论证，促进针对具体的治疗方案选用最合适的脂质体药物。

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（2015-11-02收稿）

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A

10.3969/j.issn.1000-2669.2016.01.024

郁蕾(1989-)，女，硕士生。E-mail:Yulei0304@163.com