最近，澳门大学王瑞兵课题组提出了利用巨噬细胞构建载药细胞马达增加药物递送效率用于治疗急性肺炎的研究。在该工作中，表面分别修饰有环糊精和金刚烷的二氧化锰纳米粒通过分步法被巨噬细胞内吞。由于环糊精和金刚烷之间较强的主客体结合作用力，环糊精和金刚烷分别修饰的二氧化锰纳米粒在细胞内迅速形成在微米级的组装体，该组装体的形成可以极大的减少二氧化锰纳米粒在巨噬细胞中外排释放。由于巨噬细胞自身对于炎症环境的趋向性，且二氧化锰本身对于炎症环境中高表达的过氧化氢的响应性，该活细胞载药平台可以在炎症环境中消耗过氧化氢产生氧气，调控肺部炎症环境的同时形成一定的推动力加速细胞在炎性组织浸润。此外，由于二氧化锰纳米粒空腔中负载了抗炎中药小分子姜黄素，细胞内二氧化锰聚集体在过氧化氢催化反应的同时也引起了姜黄素的释放，对巨噬细胞M2极化以及炎症的抑制发挥重要作用。该载药细胞马达在急性肺炎的治疗中显示出良好的疗效。该工作近期以Chemotaxis-guided Self-propelled Macrophage Motor for Targeted Treatment of Acute Pneumonia为题发表在Advanced Materials（https://doi.org/10.1002/adma.202211626）。图一：马达巨噬细胞示意图。（A）环糊精和金刚烷分别修饰的二氧化锰纳米粒MnCD和MnAD NPs装载姜黄素（Cur）并被巨噬细胞分步内吞形成细胞内聚集体，随后经过氧化氢催化分解。（B）炎症肺组织中的巨噬细胞极化和免疫调节过程示意图。【本文要点】一、超分子细胞马达的搭建作者在二氧化锰纳米粒表面分别修饰环糊精和金刚烷，同时使用FITC标记环糊精-二氧化锰并用Cy5标记金刚烷-二氧化锰，二者单独培养细胞时，分别显示出绿光和红光，而通过分步法培养细胞后，红光和绿光显示出明显重叠，说明二氧化锰在细胞内形成明显聚集体。含有聚集体的巨噬细胞在过氧化氢环境中显示出良好的氧气生成潜力。二氧化锰聚集体工程化的细胞马达在过氧化氢溶液中产生了明显的气泡，并表现出气体推动的运动轨迹，说明了马达细胞在高过氧化氢环境中的运动潜力。图二：细胞马达的构建。二、良好的肺部浸润和炎症治疗疗效图三：工程化巨噬细胞马达的炎症治疗效果。作者通过肺部切片表征马达细胞在肺部炎症组织中的浸润情况，经过二氧化锰聚集体工程化的巨噬细胞显示出明显的肺部组织浸润，而未经处理的巨噬细胞在肺部组织切片中未见明显信号。此外，急性肺炎小鼠模型肺部组织中炎症相关指标如TNF-α和IL-1β 在经过工程化马达巨噬细胞处理后均发生明显降低，同时，肺部组织干湿比，肺部HE切片, MDA和MPO含量结果说明了马达巨噬细胞对急性肺炎的抑制效果。组织学免疫染色结果显示，经过工程化马达巨噬细胞处理后的急性肺炎小鼠肺部CD206表达的免疫细胞含量有明显增加，说明了肺部炎症微环境得以调节。【总结】作者通过使巨噬细胞分步内化分别由环糊精和金刚烷修饰的装载有姜黄素的二氧化锰纳米粒搭建了一个含有细胞内超分子聚集体的巨噬细胞马达用于急性肺炎的靶向富集和快速浸润。细胞内超分子聚集体的形成减少了纳米药物在细胞内的过早流失。同时，细胞内的二氧化锰聚集体由于炎症组织存在过量的过氧化氢而分解产生氧气作为适度推动力，促进细胞的快速浸润和药物释放。在肺部炎症组织中释放的姜黄素通过调节炎症部位的巨噬细胞极化抑制炎症的发展。该设计为炎症治疗的精准释药载体的设计提供了新的选择，为急性炎症疾病的靶向治疗提供了新的思路。