近日，国家纳米科学中心研究员陈春英团队应邀在J Am Chem Soc 期刊以Chemical and Biophysical Signatures of the Protein Corona in Nanomedicine 为题发表Perspective文章 (2022, 144, 21, 9184-9205 )。

一旦纳米颗粒进入生物体，其表面会迅速吸附蛋白分子形成“纳米蛋白冠”，蛋白冠的存在会影响和调控纳米颗粒在生物体内的行为、代谢过程及其最终的命运，进而影响纳米药物生物医学功能的发挥。蛋白冠的形成受到纳米材料及其理化特性的影响，包括尺寸、结构、晶型和表面修饰分子的种类、电荷、手性等。同时，这些性质将影响生物分子与纳米材料相互作用的位点、分子取向以及生物活性等。纳米蛋白冠的研究对于指导纳米药物的理性设计、临床转化等都至关重要。

该研究团队长期致力于建立纳米蛋白冠的分析方法及其化学生物学效应的研究，包括纳米蛋白冠的化学生物学特征、体内分布与转化产物的检测方法。近年来，通过发展同位素标记、同步辐射大科学装置多种技术手段、空间多组学方法等多种高灵敏、高分辨的定量和原位表征方法，揭示了纳米蛋白冠的吸附规律及其化学生物学特性 (Nat Nanotechnol, 2021, 16, 708-716；Nat Nanotechnol, 2019, 14, 719-72; Nano Lett, 2021, 21, 6005-6013; Nano Lett, 2019, 19, 4692-4701; ACS Nano, 2020, 14, 5529？5542; PNAS, 2011, 108, 16968-16973; J Am Chem Soc, 2013, 135, 17359-17368等)。这些研究为纳米生物效应与纳米医学研究提供关键、前沿的分析手段，并对于深入理解纳米-生物界面调控纳米材料复杂生物学效应提供了新认识，推动了纳米生物医学的发展。

在该前瞻性论文中，作者深入探讨了纳米颗粒与其生物微环境的复杂互作关系，系统总结了纳米蛋白冠的化学和生物生理学特征，归纳了用于确定蛋白冠的丰度、组成和转化的最新分析技术手段；阐述了蛋白冠调控纳米颗粒跨细胞和旁细胞摄取途径，重点突出了不同血清蛋白介导器官组织精确靶向递送的作用机制，通过调控纳米颗粒的分子组成和表面功能化 (如将具有隐形特性的聚合物和抗体偶联到纳米颗粒表面) 以延长其血液循环时间和组织靶向性等策略。最后，对如何利用纳米蛋白冠的化学特性指导安全有效的纳米药物设计进行了展望，同时提出了蛋白冠的化学和生物学效应研究中所面临的挑战和许多亟待解决的问题。

国家纳米科学中心博士研究生任佳玉、澳大利亚莫纳什大学博士研究生Nicholas Andrikopoulos和希腊克里特大学Kelly Velonia博士为本文共同第一作者，国家纳米科学中心研究员陈春英为通讯作者。该系列研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金创新群体、中国科学院战略性先导科技专项（B类）等项目的支持。

       原文链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02277

图. 纳米颗粒的化学性质决定了其蛋白冠特性，进而影响细胞识别和生物行为