微泡表面的电荷和配体可以用来增加靶向的特异性。Lindner等人发现,由于与先天免疫系统的相互作用,阳离子微泡在经历缺血/再灌注和炎症的组织的微循环中持续存在。然而,考虑到生物环境的复杂性,静电相互作用通常没有足够的特异性。另一方面,配体-受体相互作用在生物介质中产生高特异性。在这种情况下,微泡表面被配体装饰,这些配体特异性地结合血管腔内细胞上的受体。如上所述,脂质聚合物是形成稳定微泡所必需的。聚合物的存在需要配体和单层外壳之间的间隔物,以便配体询问其在相对表面上的受体。通常情况下,配体被与周围的链长度相等或更长的间隔剂拴在一起。这使配体比较大限度地暴露于生物环境中。旨在比较大限度地使配体暴露于靶组织的表面结构也存在增加免疫原性化合物呈递的风险,从而导致早期颗粒***,或者更糟的是,产生超敏反应。例如,有的实验室的数据清楚地表明,存在于微泡上的生物素共轭脂聚合物***了人类和小鼠的补体系统。需要更多的研究来测试栓系抗体或肽配体是否也会引发免疫反应。为了解释免疫原性作用,Borden等人(47)表明,配体可以被聚合物覆盖层掩盖以提高循环半衰期,然后可以通过超声辐射力局部显示以与靶标结合。除了靶向成像,超声微泡造影剂还可用于提供有效载荷。红色荧光超声微泡药物
超声微泡造影剂在******中应用。***的**早指标之一是单核细胞与内皮细胞的***和附着。这是由白细胞粘附分子(lam)如细胞间粘附分子-1(ICAM-1)的上调介导的。1997年,用于常规心肌超声造影的带有白蛋白壳的超声造影剂在某些病理条件下通过心肌的转运时间较慢。在体外实验中,这些微泡优先粘附在表达lam的内皮细胞上。随后,含有针对ICAM-1的单克隆抗体的超声造影剂在体外和体内均显示出良好的结合效率。Villanueva等人和其他人描述了使用微泡对炎症进行主动靶向,其中在炎症反应期间***的内皮细胞使用微泡进行靶向。Takalkar等人使用平行板流室来测定抗icam-1靶向的微泡对白细胞介素-1人工***的内皮细胞的粘附性。增加了40倍与非靶向对照相比,靶向微泡发生了微泡粘附。微泡以高达100s-1的剪切速率粘附,这是较大小静脉的特征。其他白细胞粘附分子在炎症和缺血-再灌注损伤中上调。特别有趣的是p-选择素,它已被超声造影剂靶向炎症小鼠模型。Rychak等人**近证明了可变形微泡与p-选择素的靶向粘附。红色荧光超声微泡药物超声微泡造影剂的外壳是有脂质组成的。
**初的微泡靶向实验是在静态条件下进行的:将气泡与目标表面接触(通常是倒置),在没有流动的情况下孵育几分钟,然后将剩余的自由气泡洗掉,测量保留气泡的数量和声学响应。然而,这种情况并不是脉管系统内真正靶向的良好模型,在脉管系统内,结合发生时没有任何流动停止。取决于配体-受体结合和脱离动力学,以及配体和受体的表面密度、血流和壁剪切条件,与靶标的结合可能发生,也可能不发生。结合可能是短暂的(几分之一秒),也可能是长久的(几秒或几分钟),这取决于在初始接触期间有多少牢固的键有机会形成。了解微泡靶向性的比较好方法是在体外受控条件下,以已知的流速、配体和受体密度进行靶向性研究。平行板流室通常用于这些研究。一些配体(如抗体)能够与目标抗原牢固结合(一旦结合发生解离抗体和抗原可能需要几天的时间,但这种结合并不总是很快的。在流动的情况下,颗粒上的配体与受体结合的时间非常有限。在极端情况下(大血管中1米/秒的血流),典型的配体与受体结合位点线性尺寸为1纳米时,必须在1纳秒内发生有效结合,这是一个极短的时间,与大多数抗体-抗原kon动力学常数不相容。
荧光标记的靶向微泡在血管生成过程中的应用。内皮表面的许多内皮标记物被上调,特别是αvβ3和血管内皮生长因子(VEGF)受体。血管生成可以是*结生长的标志,也可以作为***慢性缺血(例如骨骼肌)的***干预手段。监测这些情况在临床前动物研究和临床中可能很重要。血管生成内皮的分子成像可以通过针对αvβ3或蛇毒崩解素肽echistatin的抗体进行。方便的是,具有RGD基序的echistatin在多种动物模型中对αvβ3具有高亲和力,而抗体通常是物种特异性的,不能用于多种动物模型。Echistatin微泡可用于通过超声评估基质模型和更现实的**环境中的血管发育;共聚焦显微镜**确认靶向微泡蓄积。用抗VEGF受体2抗体修饰的气泡还可以检测**区域的血管生成内皮,甚至可以监测******的进展。在血管生成的血管环境中,还有各种各样的其他配体可用于微泡固定和靶向,如RRL肽、针对内啡肽/CD105的抗体等。可用于其他成像方式的小分子(多肽或模拟物)可以固定在泡壳上,以引导其到达αvβ3。使用超声微泡输送气体有两种方法:扩散(自发过程)和静脉注射,静脉注射通过超声波破坏气泡继续进行。
内皮素(CD105)是转化生长因子的受体,是一种增殖相关的低氧诱导蛋白,在血管生成内皮细胞上高度表达。使用99mTc-labeled单克隆抗体靶向内啡肽的免疫扫描显示,**中大量摄取内啡肽。**近,已经描述了一种将内啡肽特异性单克隆抗体偶联到微泡的新方法。通过超声将Avidin整合到微泡的外壳中,然后通过生物素与单克隆抗体结合。在体外证实了靶向内啡肽的配体定向微泡的积累。鉴于将多肽和单克隆抗体附着在微泡上的能力,人们可以设想靶向超声剂用于血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)和金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPS)的酪氨酸激酶受体的成像。脂质壳比其他类型的壳(如聚合物)更不稳定,但它们更容易形成并产生更有回声的微泡。红色荧光超声微泡药物
组织中的生物学改变对纳米微泡的效率起着至关重要的作用。红色荧光超声微泡药物
微泡表面的加载也可以通过配体-受体相互作用来实现。例如,Lum等人**近报道了一项研究,其中纳米颗粒通过生物素-亲和素连锁结合到外壳上。固体聚苯乙烯纳米颗粒作为模型系统,可以用可生物降解的材料代替装载药物或基因的纳米颗粒。或者,软纳米颗粒,如脂质体,已成功加载到微泡。这些结果提出了一种模块化的加载方法,即首先将***性化合物加载到纳米颗粒室中,然后将其加载到微泡载体上。这种方法提供了一个多功能平台,可以根据特定***剂的疏水性、大小和释放要求进行定制。红色荧光超声微泡药物