1、核定位信号肽纳米载药体系的入核方式
真核细胞核膜上的核孔复合物(NPC)是细胞核内外进行物质交换的主要通道。分子量大于50kD的物质只能通过主动运输进入细胞核。所以此类物质上必须有特殊的NLS序列以被相应的核转运蛋白识别。许多研究者利用NLS肽协助外源粒子进入细胞核。以提高纳米载药体系的核定位效率。
纳米载药体系要实现核靶向递送通常需要满足以下要求:(1)能够通过各种途径和机制进入细胞。(2)逃避细胞内体/溶酶体的清除。(3)具有NLS序列与NPC相互作用。(4)或具有足够小的尺寸(一般<30nm)以穿过核膜。
NLS肽修饰的纳米载药体系入胞过程:带有正电荷的纳米载药体系与表面带有丰富负电荷的肿瘤细胞识别.与细胞膜识别后通过内吞作用进入细胞。内化后纳米载药体系就会定位在细胞器(例如内体、溶酶体)。通过酶响应、pH响应等途径从这些细胞器逃逸到细胞质后。通过NLS肽与核转运分子(例如importin-α/β)结合。最后通过NPC进入核内。
2 影响纳米载药体系入核效率的因素
2.1 纳米载药体系的电荷与生物相容性
肿瘤细胞表面带有大量负电荷。诸多纳米载药体系无论是有机质还是无机质都要带有大量的正电荷与肿瘤细胞识别并为之摄取。通常会用含有大量伯胺阳离子的物质例如PEI、聚乙二醇(PEG)、乳酸酐等来修饰无机纳米颗粒或合成胶束。这些富含阳离子的物质与NLS肽连接可提供大量正电荷。并且减少血管中物质对载药体系的排斥。提高生物相容性。
2.2 纳米载药体系的大小与形状
大量研究表明,虽然有机质纳米载药体系与生物质膜有较好的融合性更易被摄取,但粒径大小也不宜超过80nm,其缺点是容易被降解稳定性较差,无机纳米载药体系一般不可超过50nm,但由于其稳定性较好,常用于递送抗肿瘤物质,较大的纳米载药体系可在细胞分裂过程中定位于细胞核, 它们可在 M 阶段的核膜破裂时进入细胞核,纳米载药体系的形状包括星型、球形和棒状等,其中棒状的入核效果较好。
2.3 纳米载药体系上NLS肽的密度
有研究表明,随着纳米载药体系上NLS肽密度的增加,其核递送能力可能会增强,用 NLS肽进行表面修饰可改善细胞对纳米载药体系的摄取,中等密度的NLS肽修饰可提高大粒径的纳米载药体系的核定位能力,但于较小粒径的纳米载药体系而言,NLS肽密度的增加反而会使其核靶向能力下降。
综上所述,大多数纳米载药体系于细胞分裂 M期定位于细胞核,在构建纳米载药体系时从抗肿瘤物质的抗肿瘤机制及其本身性质出发,选择合适的装载骨架,再修饰以NLS肽是一种普遍手法,例如金属氧化物为活性氧的良好载体,化疗药物等小分子物质多以多孔有高吸附能力的材料,例如介孔材料、顺铂等为载体,醇类物质多和支状有机物共沉淀为胶束纳米粒子,这为各类纳米载药体系构建提供了多样化的思路。