纳米颗粒在进入肿瘤微环境后能否有效地被癌细胞摄取是纳米药物递送系统的关键。近日，加拿大多伦多大学和多伦多综合医院的Gang Zheng和Juan Chen等提出了一种促进脂质纳米粒细胞内摄取的新方法。在纳米粒结构中引入EDTA-脂质 或DTPA-脂质模块就可以通过流化细胞膜来大幅提高脂质纳米粒进入肿瘤细胞的效率, 而不需要依赖于肿瘤细胞表面的特定受体 (图 A)。

通过荧光显微镜作者观察到荧光标记的EDTA-纳米脂质体(1%Pyro-EDTA-liposome) 进入细胞后呈现极少量的斑点状模式，大部分荧光信号分散在细胞胞浆中 (图 B)。作者进而将EDTA-脂质模块引入卟啉纳米(PS) 平台。PS是一种由卟啉脂质自组装形成的类脂质体结构。由于其拥有的卟啉密度极高（>80,000 每颗粒）， PS呈现出卟啉光学（如荧光）和光动力活性（单线态氧生成）的超级淬灭效应[1]。前期研究表明PS 能在其光学活性被淬灭的状态下递送卟啉纳米粒进入肿瘤微环境。部分卟啉分子可以在肿瘤细胞内逐渐激活并呈现与Photofrin（一种已获临床批准的光敏剂）同等的光动力疗效[2]。尽管PS取得了良好的光动力效果, 但肿瘤细胞对其摄取效率并不理想, 限制了PS充分发挥其光动力活性。引入EDTA-脂质后，合成的新型富含EDTA-脂质的PS（EDTA-卟啉纳米，ePS）使癌细胞中的卟啉摄取量增强了25 倍 （图 C）。这种细胞内摄入增强效应是一个能量依赖过程, 并不受癌细胞表面受体的影响。通过对纳米颗粒与细胞膜的作用机理，作者发现ePS 增强癌细胞摄取效应归因于其所含EDTA 或DTPA脂质模块。它们能以类似表面活性剂的作用方式使细胞流动性增强（图 A），从而增强纳米粒的细胞内递送。在细胞光动力实验中， ePS的光动力效力相较于原始PS得到大幅提升， 细胞杀伤率从小于5%（PS）提高到大于95% (ePS) (图 D)。在肿瘤小鼠模型中，ePS通过尾静脉注射后能快速展示肿瘤荧光成像能力， 并显著增加光动力治疗效果。小鼠治疗后存活率达到100%，显著高于PS治疗后的小鼠存活率（60%）（图 E） 。

本研究开发的新型EDTA-脂质模块可广泛应用于组装脂质纳米粒以增强脂质体药物载体的细胞内摄取。在癌症治疗中， 许多药物，例如阿霉素（DOX）等，的疗效和靶向性高度取决于药物摄入癌细胞的有效率。本研究提出的增强纳米粒细胞内摄取的新方法，可为克服药物细胞内输送障碍提高其诊断治疗有效性和选择性提供新途径。