《European Journal of Pharmaceutical Sciences》：Revealing the Morphology of Small Multilamellar Lipid Nanoparticles (SMLPs) made by In-Vial Homogenization
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本研究针对传统温度敏感脂质体(TSL)存在的PEG相关免疫原性和药物控释性能不足等问题，通过瓶内双重离心(DC)均质技术，系统探究了DPPC/DPPG2组成的小多层脂质纳米粒(SMLPs)的形态演化规律。研究发现DPPG2通过其独特的三羟基头基介导的分子间氢键作用，驱动形成具有梯度膜间距的星状多层结构，首次通过高分辨冷冻电镜揭示了其脂质填充核心的微观架构，为开发新型PEG-free热敏纳米药物递送系统提供了理论依据。
在肿瘤靶向治疗领域，温度敏感脂质体(TSL)作为一种能够响应病灶局部热刺激释放药物的智能递送系统，近年来受到广泛关注。传统的TSL通常采用聚乙二醇(PEG)修饰来延长血液循环时间，但反复注射可能诱发抗PEG抗体产生加速血液清除(ABC)现象。更棘手的是，常规方法制备的多层脂质体往往存在粒径不均、层数控制困难等问题，严重影响其药物包封率和释放特性。
德国弗莱堡大学研究团队另辟蹊径，将目光投向一种合成磷脂——二棕榈酰磷脂二甘油(DPPG2)。这种脂质不仅具备类似PEG的隐形功能，其特有的三羟基头基更可能通过氢键作用调控脂质膜的组装行为。前期研究发现，采用瓶内双重离心(DC)均质技术在高脂质浓度(60%)下制备的DPPG2掺杂热敏小多层脂质纳米粒(tSMLPs)，展现出异常规整的多层结构和显著的温度响应特性。然而，这些独特形态特征的形成机制及其与DPPG2分子结构的内在联系尚不明确。
为揭开这一谜团，研究人员在《European Journal of Pharmaceutical Sciences》上发表了最新成果，通过多学科技术手段系统解析了DPPC/DPPG2比例变化对SMLPs形态结构的调控规律。他们发现当DPPG2含量达到40 mol%时，纳米粒呈现出最小的初始水含量和最大的稀释后水流入量，同时冷冻电镜首次清晰捕捉到其内部独特的星状多层构造——这种由DPPG2分子间氢键驱动的"拉链式"膜间相互作用，最终形成了从脂质填充核心向外膜间距逐渐增大的特征结构。
关键技术方法包括：通过动态光散射(DLS)表征粒径分布，时间分辨荧光技术监测囊泡水合过程，差示扫描量热法(DSC)分析相变行为，小角/广角X射线散射(SAXS/WAXS)解析膜结构参数，并结合常规冷冻电镜(80 kV)和高分辨率冷冻电镜(300 kV)实现从纳米到亚纳米尺度的多维形态观测。
3.1. DPPC/DPPG2梯度筛选
通过系统调整DPPG2占比(0-100 mol%)发现，纯DPPC体系形成粒径约1874 nm的多层囊泡(SMVs)，包封率(EE)达58%。随着DPPG2增加，粒径稳定在200 nm左右，分布均匀性(PDI<0.1)显著提升，但EE值逐渐下降至40% DPPG2时的最低点(15%)，表明DPPG2促进了紧密多层结构的形成。
3.2. 分子分散脂质共混体系
DSC结果显示DPPC/DPPG2(70:30)混合体系呈现单一尖锐相变峰(40.1°C)，证实两种脂质在分子水平均匀混合，而非简单相分离，为后续形态研究提供了均质材料基础。
3.3. 时间分辨荧光揭示水合动力学
稀释诱导的水流入量在脂质浓度≥50%时显著增强，且随DPPG2占比增加呈现先升后降趋势，40% DPPG2时达到峰值。这表明DPPG2头基在水分受限条件下优先参与膜间相互作用，而非水合作用。
3.4. 冷冻电镜形态解析
随着DPPG2比例增加，纳米粒从DPPC的多层囊泡(含水核心)逐渐转变为SMLPs(脂质填充核心)，辐射损伤显著减轻。高分辨图像(300 kV)首次清晰显示DPPC/DPPG2(70:30)体系内部存在跨膜对齐的星状刚性片段，提示DPPG2介导的分子间作用力主导了这种超分子组装。
3.5. X射线散射结构验证
SAXS/WAXS数据显示所有样品均保持层状相特征，稀释后纯DPPG2体系膜间距减小，进一步证实PG2-PG2相互作用对维持膜紧密堆积的关键作用。
研究结论深刻揭示了DPPG2头基的"变色龙"特性：在水充足时优先水合，在缺水条件下则通过氢键与相邻膜的PC或PG2头基相互作用。这种自适应行为促使脂质分子形成从核心向外膜间距渐增的星状多层结构，其中平面膜片段由DPPG2介导的跨膜氢键固定，而弯曲区域则依赖其自折叠构象维持体系闭合。该发现不仅阐明了SMLPs独特形态的形成机制，更为设计新型PEG-free纳米药物载体提供了创新思路——通过精确调控脂质头基化学特性，可实现对其微观结构和药物释放性能的精准编程。
