脂質納米顆粒是指表面包覆有一層脂質分子的納米顆粒,它們在解決傳統納米藥物輸運載體所面臨的一些“瓶頸”問題上具有獨特優勢,是目前最受人們關注的仿生藥物遞送平臺之一。特別是,近年來脂質納米顆粒在COVID-19 mRNA疫苗制備中發揮了重要的作用,在核酸治療領域也顯示出巨大的潛力。實現脂質納米顆粒向特定種類細胞或細胞器的靶向輸運是進一步提高其性能和實現臨床應用的關鍵。深入理解脂質納米顆粒與不同種類細胞(尤其是細胞膜)之間的識別和結合機制,對于開發應用于精準治療的靶向載體至關重要。
蘇州大學楊愷教授與松山湖材料實驗室元冰研究員聯合團隊,采用分子模擬技術系統地研究了脂質納米顆粒與不同種類細胞膜之間的識別和結合過程。研究發現脂質納米顆粒與膜之間的結合會采用一種獨特的兩步機制:顆粒與膜的接觸以及之后的脂質交換。更重要的是,研究表明這一結合過程是一個熵驅動的過程。這也使得脂質納米顆粒能夠有效區分具有不同脂質成分的膜。這些結果有助于理解脂質納米顆粒與膜相互作用的微觀分子機制,并為設計細胞膜靶向的脂質納米藥物載體提供了有效的熵調控策略。相關成果以“Membrane-Specific Binding of 4 nm Lipid Nanoparticles Mediated by an Entropy-Driven Interaction Mechanism”為題發表在《ACS Nano》上。
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