细胞膜伪装纳米粒(CMC-NPs)由于具有高度的生物相容性和细胞类型特异性的肿瘤靶向性,已被越来越多地应用于各种疾病的治疗。然而,CMC-NPs用于同型靶向的分子机制仍不清楚。上海交通大学樊春海院士和上海师范大学Chen Nan等开发了一种等离子体成像方法,在金纳米颗粒(AuNPs)上包覆肿瘤细胞膜,并在单细胞水平上对CMC-NPs与活细胞之间的相互作用进行等离子体成像。对不同聚集状态的CMC-NPs的定量分析表明,CMC-NPs上细胞膜的存在导致同型细胞递送增加了7倍,细胞内团聚过程加快了近两个数量级。
作者构建了一种细胞膜衍生的等离子体探针,并发展了基于DFM成像的策略来探索CMC-NPs与活细胞之间的相互作用。等离子体成像描述了CMC-NPs在单粒子分辨率下的内化、细胞内转运和团聚的动态过程。该策略可实现在单细胞水平上的量化。一方面,单细胞成像可以观察单个细胞之间的异质性,并捕捉罕见事件。另一方面,对多个随机选择的细胞的统计分析可以有效评估CMC-NPs在不同处理下的靶向效率。使用这种方法,作者考察了细胞膜修饰对AuNPs摄取的增强。通过单颗粒跟踪观察了两种CMC-NPs的团聚过程,并计算了膜加速团聚动力学。结果显示整合素αvβ3是CMC-NPs同源靶向的重要表面标志物。作者认为整合素介导的同源靶向是一种普遍的机制,与AuNPs的核心无关。这项工作不仅为研究CMC-NPs与活细胞之间的作用开辟了新的途径,也为CMC-NPs在未来生物医学应用中整合素依赖性调控提供了新的思路。