當(dāng)前在實驗室中直接觀察細胞內(nèi)納米結(jié)構(gòu)的形成是具有挑戰(zhàn)性的。在一份新報告中，張苗苗和中國化學(xué)，生命科學(xué)，醫(yī)學(xué)工程和科學(xué)技術(shù)研究團隊使用了經(jīng)過合理設(shè)計的小分子縮寫NBC-Iod-CBT(4-硝基氨基甲酸酯-Cys(SEt的縮寫) )-Asp-Asp-Phe(碘)-2-氰基-苯并噻唑)，并直接觀察到細胞內(nèi)納米顆粒的形成納米計算機斷層掃描(nano-CT)。

在實驗過程中，谷胱甘肽(GSH)的還原和硝基還原酶(NTR)的裂解機制導(dǎo)致NBC-Iod-CBT分子發(fā)生點擊縮合反應(yīng)并自組裝成納米顆粒(NPs)作為Iod-CBT-NP。當(dāng)研究小組在實驗室中對NBC-Iod-CBT處理過的表達硝基還原酶的HeLa細胞進行了納米CT成像時，他們表明細胞質(zhì)中存在自組裝的Iod-CBT-NP。新策略現(xiàn)已發(fā)表在《科學(xué)進展》上，它將幫助生命科學(xué)家和生物工程師了解細胞內(nèi)納米結(jié)構(gòu)的形成機理。

納米組裝的明智策略

在細胞內(nèi)使用小分子前體組裝納米結(jié)構(gòu)是一種明智的策略，在分子成像和藥物遞送方面具有巨大優(yōu)勢。小分子可以很容易地被細胞吸收，但是它們也可以快速清除。相反，具有治療劑的納米結(jié)構(gòu)在細胞中的保留時間更長，效力更高。然而，與小分子相比，細胞占據(jù)納米結(jié)構(gòu)要困難得多。因此，科學(xué)家們通過靶向“彈頭”修飾細胞表面來激活細胞攝取的納米結(jié)構(gòu)，但是這種修飾會降低納米復(fù)合物的重現(xiàn)性。結(jié)果，最近開發(fā)的智能方法旨在形成細胞內(nèi)納米顆粒，與小分子前體一起孵育的細胞培養(yǎng)物中將具有納米結(jié)構(gòu)，從而在分子成像和藥物遞送中令人興奮的應(yīng)用。然而，仍然難以區(qū)分人工形成的納米結(jié)構(gòu)與固有的細胞結(jié)構(gòu)。為此，Zhang等。首先設(shè)計了一種含碘(iod)的小分子前體，然后將其進行細胞內(nèi)酶指導(dǎo)的自組裝，以形成所需的納米顆粒，并使用納米CT(納米計算機斷層掃描)觀察細胞內(nèi)納米顆粒。