“即插即用”纳米颗粒可靶向多种生物目标

科技日报记者 张梦然

美国加州大学圣迭戈分校工程师开发出一种模块化纳米颗粒，其表面经精心设计，可容纳任何选择的生物分子，从而可定制纳米颗粒以靶向肿瘤、病毒或毒素等不同的生物实体。研究论文30日发表在《自然·纳米技术》上。

与转基因细胞膜表面结合的生物分子的活细胞荧光可视化图，该细胞膜充当模块化纳米颗粒的涂层。图片来源：张实验室/加州大学圣迭戈分校雅各布斯工程学院

这项技术兼具简单性和效率。研究人员可采用模块化纳米颗粒基底并方便地附着在靶向所需生物实体的蛋白质，而不是为每个特定应用制作全新的纳米颗粒。

该校雅各布斯工程学院纳米工程教授张良方称，这是一种“即插即用”的平台技术，可快速修饰功能性生物纳米颗粒。

模块化纳米颗粒设计的关键是一对合成蛋白质，称为SpyCatcher和SpyTag。它的工作原理是：SpyCatcher嵌入纳米颗粒表面，而SpyTag与目标蛋白质（例如针对肿瘤或病毒的蛋白质）进行化学连接。当SpyTag连接的蛋白质与SpyCatcher修饰的纳米颗粒接触时，它们很容易相互结合，使目标蛋白质能够毫不费力地附着在纳米粒子表面。

研究人员对人胚胎肾293细胞进行了基因改造，以在其表面表达SpyCatcher蛋白。然后，将细胞膜破碎并涂在可生物降解的聚合物纳米颗粒上。随后，将这些纳米颗粒与SpyTag连接的蛋白质混合。

团队在患有卵巢肿瘤的小鼠中进行了测试，这些纳米颗粒装载有化疗药物多西紫杉醇，每3天通过静脉给小鼠注射一次，总共注射4次，最终抑制了肿瘤生长，同时提高了存活率。接受治疗的小鼠的中位生存期为63—71天，而未经治疗的小鼠的中位生存期为24—29天。