AbMole膽汁酸修飾固體納米粒子的運輸機制研究：實驗結(jié)果與討論

AbMole|膽汁酸修飾固體納米粒子的運輸機制研究：實驗結(jié)果與討論在藥物遞送系統(tǒng)中，膽汁酸修飾的固體納米粒子因其潛在的生物利用度提升作用而備受關(guān)注。然而，這些納米粒子在細胞內(nèi)的具體運輸機制尚未完全闡明。本研究通過一系列精心設(shè)計的實驗，深入探討了甘氨膽酸（GCA）修飾的聚苯乙烯納米粒子（GCPN）在Caco-2細胞模型中的運輸機制，取得了豐富而具有啟發(fā)性的實驗結(jié)果。來自猶他大學(xué)藥學(xué)院藥劑學(xué)和藥物化學(xué)系的FeiyangDeng1,KyoungSubKim1,JiyoungMoon等多名研究人員發(fā)表了題為《BileAcidConjugationonSolidNanoparticlesEnhancesASBT-MediatedEndocytosisandChylomicronPathwaybutWeakenstheTranscytosisbyInducingTransportFlowinaCellularNegativeFeedbackLoop》的研究成果。在該文章中，研究人員引用了AbMole的Dynasore（目錄號M2569）、ZCL278（目錄號M2562）。AbMole（奧默生物）提供高品質(zhì)抑制劑、細胞因子、人源單抗、天然產(chǎn)物、熒光染料、多肽、化合物庫。1.GCPN的制備與表征首先，研究團隊成功制備了GCPN，并通過核磁共振（NMR）光譜確認了GCA的成功共軛。GCPN的粒徑相較于未修飾的聚苯乙烯納米粒子（CPN）略有增加，同時Zeta電位變正。透射電子顯微鏡（TEM）圖像顯示，GCPN和CPN均保持規(guī)則的球形形態(tài)，為后續(xù)實驗提供了穩(wěn)定的納米粒子模型。2.內(nèi)吞途徑研究在Caco-2細胞中，GCPN的內(nèi)吞效率顯著高于CPN，約為CPN的六倍。通過競爭性實驗發(fā)現(xiàn)，自由GCA能夠部分抑制GCPN的內(nèi)吞，但對CPN無顯著影響，表明GCPN的內(nèi)吞依賴于ASBT（頂端鈉依賴性膽汁酸轉(zhuǎn)運體）。進一步的研究表明，GCPN通過洞穴小泡介導(dǎo)的途徑進行內(nèi)吞，而CPN則通過網(wǎng)格蛋白和洞穴小泡介導(dǎo)的途徑內(nèi)吞。這些結(jié)果揭示了GCPN和CPN在內(nèi)吞機制上的差異。3.細胞內(nèi)運輸途徑研究團隊進一步探討了GCPN和CPN在細胞內(nèi)的運輸途徑。通過共定位實驗發(fā)現(xiàn)，GCPN和CPN均與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體有顯著共定位，表明它們可能通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體途徑進行運輸。然而，與晚期內(nèi)吞體和溶酶體的共定位有限，提示GCPN和CPN可能不經(jīng)歷顯著的溶酶體降解過程。特別地，GCPN在與ASBT相互作用后分離，ASBT隨后被回收到細胞膜上，這一過程可能涉及復(fù)雜的細胞內(nèi)運輸機制。4.跨膜運輸研究跨膜運輸實驗顯示，GCPN的跨膜運輸效率約為CPN的三倍。通過不同溫度和藥理學(xué)抑制劑的處理，研究團隊發(fā)現(xiàn)GCPN和CPN均通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體途徑進行跨膜運輸。特別地，GCPN不參與溶酶體降解過程，這可能與其特殊的運輸機制有關(guān)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)GCPN的跨膜運輸受到多種細胞因子的調(diào)控，包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的功能狀態(tài)。5.乳糜微粒途徑有趣的是，研究還發(fā)現(xiàn)GCPN參與乳糜微粒的形成和分泌過程。通過添加乳糜微粒分泌抑制劑環(huán)己酰亞胺，研究團隊觀察到GCPN的跨膜運輸顯著降低，而對CPN無顯著影響。這些結(jié)果表明GCPN可能通過乳糜微粒途徑進行跨膜運輸，這與自由膽汁酸的運輸機制相似。6.基因組學(xué)研究為了深入探討GCPN對細胞運輸機制的影響，研究團隊進行了基因組學(xué)研究。通過轉(zhuǎn)錄組測序和生物信息學(xué)分析，他們發(fā)現(xiàn)GCPN處理后的Caco-2細胞表現(xiàn)出顯著的基因表達變化。特別是與膽汁酸合成和代謝途徑相關(guān)的基因顯著下調(diào)，這表明GCPN可能通過負反饋機制調(diào)控這些途徑。此外，研究還發(fā)現(xiàn)GCPN觸發(fā)了細胞內(nèi)運輸途徑的廣泛調(diào)控，包括內(nèi)吞、細胞內(nèi)運輸和胞吐等過程。7.體內(nèi)研究為了驗證體外實驗結(jié)果的可靠性，研究團隊還在小鼠體內(nèi)進行了實驗。他們發(fā)現(xiàn)，口服GCPN的小鼠表現(xiàn)出類似的基因表達變化，進一步證實了GCPN能夠觸發(fā)細胞的負反饋機制。這些體內(nèi)外研究的一致性為GCPN在藥物遞送系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了有力支持。綜上所述，本研究通過一系列精心設(shè)計的實驗揭示了GCPN在Caco-2細胞中的復(fù)雜運輸機制。這些發(fā)現(xiàn)不