人工脂质双层囊泡脂质体，也称为蛋白质脂质体，是一种能够结合各种分子(如化学物质和药物)的专门系统。它们独特的特性使它们成为细胞内输送物质的理想载体。然而，它们必须具有细胞外环境高稳定性和细胞内环境低稳定性的双重特征。
几种技术已经发展到以条件依赖的方式调节脂质体的稳定性，其中ph敏感脂质体被广泛应用。作为酸度或碱度的标准测量，pH值范围从1到14,7代表“中性”，像水一样，pH值低于7表示酸性，高于7表示碱性。有趣的是，当pH值低于5.5时，pH敏感脂质体可以被触发释放其内容物。
在一项新的研究中，由日本冈山大学的Yuki Sudo教授领导的一个研究小组已经开发出一种利用光从ph敏感脂质体中释放内容物的精确方法。Sudo教授解释说:“这项研究提出了一种名为光诱导破坏性脂质体(LiDL)的新型纳米材料，并将其应用于光控细胞内物质输送。”他们的研究成果由冈山大学的Tsuneishi太一先生和日本北海道大学的Yuma Yamada教授共同撰写，发表在《化学通讯》杂志上。
研究人员利用一种从海洋细菌中提取的名为海洋红球菌(Rubricoccus marinus Xenorhodopsin, RmXeR)的蛋白质，利用光启动脂质体内部的酸化。为了在不受ph依赖性干扰的情况下研究脂质体中RmXeR的功能，他们首先使用脂质水合法将蛋黄中的磷脂酰胆碱与胆固醇结合，开发了ph不敏感的蛋白脂质体。然后，通过稀释法加入纯化的RmXeR。研究人员估计，在绿光照射下，由此获得的脂质体内部的pH值从7.0变化到4.8，使它们适合于光诱导破坏。
随后，该团队开发了基于1,2-二油基- asn -甘油-3-磷酸乙醇胺和半琥珀酸胆固醇的ph敏感蛋白脂质体。有趣的是，在脂质体中引入RmXeR之前，研究人员加入了一种名为钙黄蛋白的水溶性荧光染料作为测试物质，以评估它们的释放能力。
通过监测钙黄蛋白的荧光，他们观察到它从脂质体中以光依赖的方式释放，这表明脂质体在被光触发时有效地释放物质。这些ph敏感蛋白脂质体(lidl)在没有光线的情况下表现出优异的稳定性，在4°C的温度下暴露两周仍能保持其理化性质。
在研究的下一阶段，研究人员将LiDL引入哺乳动物的HeLa细胞，以评估它们作为载体在细胞内传递物质的有效性。他们监测了LiDL的细胞摄取，发现LiDL的存在，无论是否包含RmXeR，都增强了HeLa细胞对脂质体的摄取。这证明了LiDL作为细胞内物质传递载体的潜力。为了进一步提高细胞内递送效率，研究人员在LiDL中引入了一种叫做硬脂酰辛精氨酸的化学物质。这个增强版本，称为LiDL- r8，与LiDL相比表现出更好的性能。
这些发现突出了LiDL在细胞内传递化学物质和生物分子方面的效用。Sudo教授强调说:“有了LiDL，药物输送可以通过光来控制，这可能会导致各种治疗方法的进步。”下一步，该团队的目标是通过彻底表征脂质体的结构和优化实验条件来提高含量释放效率。
实际上，lidl作为光学可控载体改善药物输送具有很大的前景。这些脂质体提供了增强的功效，没有副作用，显示出卓越的细胞外稳定性和可控的细胞内不稳定性。Sudo教授总结道:“我们的研究将有助于确保所有年龄段人群的健康生活和促进福祉，这与联合国可持续发展目标(SDG3)之一相关联。”
