纳米医学的加速发展推动了纳米载体在临床中的应用，其中像脂质体制剂和聚乳酸-羟戊酸纳米颗粒这些由纳米载体递送的药物已经上市。虽然大多数纳米载体药物需要溶酶体介导的内吞作用才能进入细胞，但内吞物质的溶酶体消化会降低其治疗效果这是当前文献中一个关键但经常被忽视的问题。因此，在溶酶体介导内吞作用的背景下，研究纳米载体的特点和差异是很有必要的。然而，复杂的溶酶体相关的生物过程，特别是各种纳米载体进出溶酶体的不同途径，使得制定用于溶酶体监测的指示剂探针特别具有挑战性。

近日，课题组李鹤同学在国际化学权威杂志Analytical Chemistry上发表了以“Twisted Intramolecular Charge Transfer-Based Viscosity-Responsive Probe Reveals Lysosomal Degradation Process of Endocytosed Foreign Bodies”为题的学术文章。该工作报告了一种共同响应探针的发展，用以监测由异物溶酶体降解引起的细胞内区域空间黏度的变化。基于扭转分子内电荷转移（TICT）机理，该探针借助苯并呋喃[2,3-d]嘧啶的大共轭结构实现以敏感的荧光强度来响应环境的黏度变化。当探针被不同的异物（BSA NPs与PLGA NPs）包裹形成纳米颗粒后，通过内吞作用释放到巨噬细胞中，溶酶体会摄取这些物质进行细胞内消化，从而引起纳米颗粒聚集或解聚状态的改变，导致探针荧光所表现的黏度变化。通过共聚焦显微镜对其进行共定位成像，发现BSA NPs主要通过细胞质途径进入细胞，这被认为是一种抗原递呈途径。细胞外的BSA NPs先进入细胞形成内吞囊泡，与原代溶酶体结合，后转运到次级溶酶体，与水解酶结合开始消化过程。与BSA NPs不同的是，本研究中的PLGA NPs通过凝集素介导的内吞途径进入细胞，虽然两者的消化途径大致相同，但作用的持续时间区别较大。随着PLGA NPs在细胞周围的不断积累，由于内吞物质过多，溶酶体无法完全分解和消化所有的核内体，造成溶酶体贮存综合征，反向促使溶酶体介导的内吞作用逐渐减少而其他途径吸收和消化这些物质增多，如吞噬作用或胞饮作用。该工作通过监测异物（纳米载体）的内吞过程，可以了解细胞相对于药物释放动力学的功能和状态，优化药物设计，提高药物疗效，甚至预测疾病的进展和风险。除此之外，其也为临床医学疾病的即时成像提供了重要的参考价值。

文章链接：https://pubs.acs.org/10.1021/acs.analchem.4c02729。

编辑：李  鹤

审核：赵  岩