金纳米粒子的细胞毒性(三)：胞吞作用

金纳米粒子的细胞毒性(三)：胞吞作用

2016-08-16 12:54来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部

纳米颗粒的大小及其表面配体在细胞胞吞过程中的作用

实际上在研究AuNPs和细胞的作用时，胞吞作用(endocytosis)，即颗粒进入细胞的作用过程，是第一位要研究的现象。大体分来，胞吞作用可分为吞噬作用(phagocytosis)、胞饮作用(pinocytosis)以及受体介导胞吞作用(receptor-mediated endocytosis，RME)。吞噬作用是以大的囊泡形式(常称为液泡)内吞直径达几微米的固体复合物、微生物以及细胞碎片等的被噬取过程。胞饮作用是指以小的囊泡形式将细胞周围的微滴状液体(直径一般小于1微米，常含有离子或小分子)吞入细胞内的过程。胞饮作用不具有明显的专一性。这种胞吞常常造成细胞的坏死而形成坏死细胞(necrotic cells)。受体介导的胞吞作用是指被内吞物(称为配基) 与细胞表面的专一性受体相结合，并随机引发细胞膜的内陷，形成的囊泡将配基裹入并输入到细胞内的过程，它是一种专一性很强的胞吞作用。AuNPs的内吞属于受体介导的胞吞作用，具有很强的专一选

择性。在研究纳米颗粒和细胞的相互作用过程中，RME是第一位要考虑的机理，一个外来的配基结合细胞表面上的受体而进入细胞。细胞表面上受体的浓度以及受体和配基的作用力决定了胞吞的强度。温度对RME也有重要影响，例如在低温时金纳米颗粒将不进入细胞，而是贴在细胞膜上。

在研究AuNPs的胞吞作用时，上面提到的两个因素，即颗粒大小和吸附在颗粒表面的配基性质具有极为重要的意义，后者能和细胞表面上的蛋白受体相结合从而进入细胞。当研究AuNPs的尺寸因子和表面改性的影响时，首先要观察的是AuNPs是否进入了细胞，AuNPs在细胞内的分布以及能否形成聚集体等问题。

Huang等，Oh等和De等利用电子显微镜研究了AuNPs在进入细胞后在各个部位的分布，并作了十分细致的工作。例如Huang等利用静脉注射研究了2，6和15 nm AuNPs在小鼠的肿瘤细胞内的分布，所用的是巯丙酰甘氨酸(Tiopronin)保护的AuNPs。他们发现2 nm和6 nm的AuNPs能分布在癌细胞的胞质和细胞核中，而15 nm AuNPs只在胞质中存在，而且形成了聚集体。Chithrani等用电镜研究发现包覆有柠檬酸的AuNPs是通过RMS机理进入Hela 细胞的，并证明了当AuNPs颗粒的直径等于50 nm时，AuNPs进入Hela细胞的数目达到最大值，在此之后，进入细胞的数目变少。

Jiang等在研究AuNPs对细胞的作用时，利用5,10和25 nm由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护的AuNPs，以及AuNPs的自由聚集体和在固体表面上固定的聚集体对Hela细胞的活性进行了研究，证明了粒径在50 nm以下的AuNPs能被细胞胞吞，并对细胞产生毒性的事实。同时发现，其中被胞吞的大粒径AuNPs比小颗粒易于形成聚集体，从而具有更大的毒性。但当颗粒太大(或者在细胞外形成聚集体)无法进入细胞时，反而会促进细胞的生长。