為了維持自身的生命活動(dòng)，細(xì)胞需要不斷與外界進(jìn)行物質(zhì)交換。對(duì)于那些無(wú)法自由“跨越”細(xì)胞膜的大分子物質(zhì)，細(xì)胞逐漸演化出了胞吞和胞吐兩種方式，幫助它們自由“進(jìn)出”。

近年來(lái)，納米科技在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域飛速發(fā)展，催生了許多新型納米載體。然而，納米藥物載體如何進(jìn)入靶器官遞送藥物，其中蘊(yùn)含的細(xì)胞和分子機(jī)制是什么，以及如何更高效地輸送納米藥物，一直是納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域亟待攻克的問(wèn)題。

“被動(dòng)”的EPR效應(yīng)

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，血管由血管內(nèi)皮細(xì)胞（構(gòu)成血管壁）圍成血管腔，人體器官周?chē)懿贾芫W(wǎng)。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和藥物通過(guò)血液循環(huán)到達(dá)器官附近后，需穿過(guò)血管壁才能進(jìn)入靶器官細(xì)胞。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們習(xí)慣性地運(yùn)用“血管滲透性和滯留效應(yīng)”（Enhanced Permeability and Retention Effect，即EPR效應(yīng)）這一經(jīng)典理論來(lái)解釋納米顆粒進(jìn)入器官和組織的轉(zhuǎn)運(yùn)方式。EPR效應(yīng)是指在特定病理?xiàng)l件下（如腫瘤組織），血管內(nèi)皮細(xì)胞間形成較大間隙（尺度范圍通常為數(shù)百納米），使得大分子藥物和納米載體能夠選擇性滲漏并滯留在組織中。

EPR效應(yīng)也曾被認(rèn)為是開(kāi)發(fā)大分子藥物和“被動(dòng)靶向”納米藥物的理論基礎(chǔ)。然而，研究者逐漸發(fā)現(xiàn)納米藥物的遞送效率與內(nèi)皮間隙的理論預(yù)期存在顯著差異，這促使了對(duì)其他潛在轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的深入探索。

知識(shí)拓展

細(xì)胞是如何“吐出”物質(zhì)的？

胞吐作用是指細(xì)胞內(nèi)合成的生物分子（蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等）和代謝物以分泌泡的形式與質(zhì)膜融合后，將內(nèi)含物分泌到細(xì)胞外環(huán)境的過(guò)程。胞吐作用有兩種途徑——一種是源源不斷“吐出”物質(zhì)的組成型胞吐，一種是在受到胞外刺激時(shí)才會(huì)“吐出”的調(diào)節(jié)型胞吐。

轉(zhuǎn)胞吞作用

轉(zhuǎn)胞吞作用（Transcytosis）是一種特殊的內(nèi)吞作用，存在于多種不同細(xì)胞類型中。單向轉(zhuǎn)胞吞作用指大分子從頂膜向基底外側(cè)膜的跨膜運(yùn)輸。

近幾年，越來(lái)越多的證據(jù)顯示，轉(zhuǎn)胞吞作用是納米載體突破血管內(nèi)皮屏障的重要機(jī)制。與EPR效應(yīng)不同，轉(zhuǎn)胞吞作用不依賴血管內(nèi)皮間隙。從形態(tài)學(xué)角度看，納米顆粒在細(xì)胞的一側(cè)被內(nèi)吞入囊泡，隨后囊泡攜帶納米顆?？缂?xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)，最終在另一側(cè)將內(nèi)容物胞吐釋放，從而將藥物精準(zhǔn)遞送至組織細(xì)胞。

納米顆粒與血管內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用可簡(jiǎn)單理解為“穿過(guò)去”而非“漏出去”。由此可見(jiàn)，轉(zhuǎn)胞吞是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)膭?dòng)態(tài)過(guò)程，不僅在納米藥物遞送領(lǐng)域作用重大，而且在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送方面也不可或缺。

深入研究轉(zhuǎn)胞吞作用機(jī)制，明確誘導(dǎo)轉(zhuǎn)胞吞的關(guān)鍵受體和電荷特性，對(duì)于有目的地設(shè)計(jì)和改造納米材料的表面化學(xué)性質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)更高效、靶向的藥物遞送和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送，具有深遠(yuǎn)意義。

胞吞作用和胞吐作用，展示了生命的精彩與奇妙。我們相信，隨著生命科學(xué)的進(jìn)步，有關(guān)細(xì)胞“吞吐”的更多謎題將進(jìn)一步被解開(kāi)。

知識(shí)鏈接

細(xì)胞是如何“吞咽”的？

當(dāng)細(xì)胞攝取大分子（即細(xì)胞外大分子通過(guò)某種方式進(jìn)入細(xì)胞）時(shí)，大分子會(huì)先附著在細(xì)胞膜表面，這部分細(xì)胞膜會(huì)逐漸內(nèi)陷形成小囊，包裹住大分子。然后，小囊會(huì)從細(xì)胞膜上分離，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，最終完成胞吞。常見(jiàn)的胞吞方式如下：

巨胞飲作用（Macropinocytosis）是一種非選擇性的、依賴于肌動(dòng)蛋白的胞吞方式。它不依賴特定受體，而是通過(guò)細(xì)胞膜動(dòng)態(tài)重塑實(shí)現(xiàn)“大口吞飲”。

吞噬作用（Phagocytosis）是細(xì)胞通過(guò)膜變形，包裹并內(nèi)化大顆粒物質(zhì)（大于1微米）的過(guò)程，是一種選擇性的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。

內(nèi)吞作用（Endocytosis）又稱入胞作用，是通過(guò)質(zhì)膜的變形運(yùn)動(dòng)將細(xì)胞外物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程。內(nèi)吞作用是受體介導(dǎo)（細(xì)胞表面受體與配體相結(jié)合，引發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列反應(yīng)的過(guò)程）的、選擇性的入胞方式，囊泡的大小往往為100納米左右。

（責(zé)任編輯 / 王佳璇 美術(shù)編輯 / 周游）