【Nature Communications】脂质体 “软硬” 如何被细胞读出来：刚度先改写蛋白冠，再决定内吞

Effect of liposome rigidity on corona formation and its implications for uptake by cells

First published: 1 September 2026

DOI: 10.1038/s41467-026-77231-7

结果与讨论

图 1 脂质体的构建与基础理化表征

研究选用头部基团相同、脂肪酸链不同的磷脂制备两种脂质体：DPPC/G（刚性脂质体）、DOPC/G（柔性脂质体）。在保持粒径、表面电位、表面化学组成基本一致的条件下，仅依靠磷脂相变温度差异调控膜的软硬刚度，把力学变量从配方中单独剥离出来。图中展示了 DPPC、DOPC、DOPG 磷脂分子结构与各自相变温度；表格与粒径分布曲线给出水、PBS、cMEM 培养基三种介质下的水合直径、PDI、Zeta 电位数据，证明两组脂质体尺寸、电荷基本一致，排除尺寸与电荷对后续细胞实验的干扰。DSC 差示扫描量热、GP340 荧光测试，验证两种脂质体相变行为、膜刚性的差异，成功构建软硬对照模型。

图 2 软硬脂质体的 AFM 力学表征与细胞摄取规律

采用原子力显微镜 AFM 对脂质体直接进行力学测试，在不同成像压力下观测脂质体形变行为。结果显示刚性 DPPC/G 脂质体抗形变能力更强，DOPC/G 软脂质体更容易在外力作用下发生形变。细胞摄取实验结果表明：刚性脂质体的细胞摄取量显著高于软脂质体，这种差异只在含有血清的环境中明显放大。该结果说明细胞无法直接感知脂质体本身的刚度；而是脂质体进入生物流体后，表面形成蛋白冠，依靠蛋白冠构成的全新生物界面，完成力学信号的识别。

图 3 蛋白冠组分差异介导不同细胞摄取效果

蛋白组学分析证实，软、硬脂质体在血清中吸附形成的蛋白冠，蛋白组成存在显著区别。颗粒力学性质改变蛋白在表面的竞争吸附，将材料本身的力学刚度转化为不同的蛋白冠生物标签。多细胞系（A549、SHSY5Y、mTHP1、sTHP1）的荧光定量结果显示，刚性脂质体的细胞摄取远高于软脂质体。共聚焦荧光成像直观展示两种脂质体在细胞内的分布；内吞抑制实验进一步证明，蛋白冠带来的界面差异，改变细胞识别行为，将纳米力学差异翻译成细胞可识别的生化信号。

图 4 内吞抑制剂实验揭示软硬脂质体差异化内吞通路

采用多种内吞通路抑制剂（氯丙嗪、EIPA、制霉菌素、细胞松弛素 D），结合 RNA 干扰、竞争实验，解析两种脂质体的内吞机制。刚性脂质体主要依靠网格蛋白介导的内吞途径；软脂质体更多通过巨胞饮途径进入细胞。载脂蛋白（尤其是载脂蛋白 H）及多种低丰度蛋白在蛋白冠中的含量变化，调控了该内吞过程。由此得到完整链条：脂质体力学性质改变蛋白冠组成，蛋白冠组分进一步改变受体识别，最终决定细胞内吞途径。

图 5 蛋白冠对脂质体界面性质与吸附蛋白的影响

对比裸脂质体、蛋白冠包裹后的脂质体，检测水合粒径与 Zeta 电位。蛋白冠形成之后，软硬脂质体的流体力学直径、表面电荷均发生改变。蛋白电泳与蛋白定量数据证明，刚性脂质体与柔性脂质体吸附的蛋白总量、蛋白种类明显不同。该结果再次验证：脂质体自身刚度不会直接被细胞识别；刚度通过调控血清蛋白吸附，形成差异化蛋白冠界面，进而调控细胞摄取效率。该发现为纳米药物载体的力学性能设计提供全新思路。

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