含氟烷基链既疏水又疏油，具有相分离的属性，将其接枝到亲水性/阳离子高分子材料上可以赋予高分子独特的理化性质，比如优异的自组装性能、抗污染能力、化学和生物惰性等。修饰后高分子间的氟-氟作用可以极大的增强所形成纳米胶束的稳定性，在药物、基因和蛋白的递送过程中有一些意想不到的性能。但该类含氟高分子聚合物的亚细胞分布和生物安全性还有待进一步研究。

针对上述问题，国科大杭州高等研究院环境学院刘寅副研究员与Texas A&M University药学院朱林副教授合作研究，近期在中国科学院一区期刊ACS Nano（IF：15.881）发表题为“Potential-Independent Intracellular Drug Delivery and Mitochondrial Targeting”的论文，该成果报道了含氟高分子聚合物物优异的自组装行为和其所具有的非电荷依赖的线粒体靶向作用。

图1.含氟高分子聚合物的自组装及非电荷依赖的线粒体靶向作用。图片来源：ACS Nano

本研究合成了两种类型的含氟高分子聚合物，并自组装成“核-壳”结构的纳米胶束载体，用于评估其在细胞内递送能力和细胞器靶向分布。以荧光染料/维生素E琥珀酸为载体，在单层细胞、3D肿瘤细胞球和荷瘤小鼠等模型中评估了该胶束的药物递送和靶向能力。其中，“核氟化”胶束与“壳氟化”胶束相比具有更优异的物化特性，其细胞摄取能力提高了约20倍。细胞摄取机制研究表明，“核氟化”胶束经过网格蛋白介导的内吞和快速内吞体逃逸后，在线粒体中大量积累，从而提升所搭载的维生素E琥珀酸在体外和体内的肿瘤抑制效果。与广泛使用的阳离子线粒体靶向配体不同，作为电荷中性的纳米载体，氟两亲高分子自组装胶束的线粒体靶向是非电荷依赖的。靶向机制研究表明，该胶束与细胞磷脂特别是心磷脂的较强亲和力是其线粒体靶向的关键因素。该类电荷中性的含氟高分子聚合物有很大潜力成为细胞内药物递送和线粒体靶向的简单且可靠的工具。

图2.非电荷依赖的细胞内线粒体靶向。图片来源：ACS Nano

该工作得到了国家自然科学基金重点项目和国家自然科学基金青年基金项目的支持。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c09456