体内代谢标记与靶向循环红细胞

将血细胞变成微小运输车

红细胞每时每刻默默在我们体内运输氧气。该研究表明，通过给动物喂入经修饰的糖分子，它们也可以被转变为持久的“运输车”，用来递送医学染料和药物。对非专业读者来说，这项工作令人感兴趣，因为它暗示未来的扫描可能只需一次对比剂注射，治疗也能在血流中停留更久而无需反复给药。

为何红细胞是理想目标

红细胞构成了血液中绝大多数细胞，能循环数周到数月，几乎到达每个组织。基于此，研究者长期以来一直希望利用它们运输药物和成像试剂。现有方法通常需要将血液取出体外，在实验室中改造细胞后再回输。这一流程既耗时昂贵，又可能损伤细胞。本文作者团队致力于寻找一种简单的方法，在红细胞仍在血流中时对其“装饰”。

用简单糖分给血细胞打标签

研究者采用了一种称为代谢标记的化学策略，利用细胞在表面构建糖类的天然途径。他们通过注射向小鼠给予了特制糖分子，例如缩写为AAM的化合物。动物的红细胞及其骨髓中的前体利用这些糖在外被上构建出微小的化学“把手”。这些把手——科学上称为叠氮基团——并未改变细胞形态、能量水平或红白细胞计数，几周后主要器官的组织样本也显得正常。在小鼠中，大约10%到15%的循环红细胞带有新标签，这些标签在细胞上维持超过40天，接近小鼠红细胞的全寿命，而白细胞和其他组织上的类似标签则在几天内消失。

将货物“点击”到被标记的细胞上

一旦红细胞被标记，团队注入携带相配化学基团DBCO的分子。这个配对在血流中与叠氮把手发生“点击”反应，形成稳定连接而不干扰其它结构。以此方式连接的荧光染料在红细胞上停留超过五周，远长于游离染料的循环时间。借助该方法，研究者用标准荧光相机获得了肿瘤和正常器官血管的亮丽、持久影像。随后他们连接了一种基于钆的MRI对比剂，显示在单次给药后小鼠脑内的血管可清晰可见长达11天，而普通对比剂早已被清除。

改善血液中药物的滞留

同一框架也用于药物输送。科学家将一种化疗药物和一种大型荧光蛋白连接到被标记的红细胞上，并确认货物成功结合。为探究实际效益，他们在1型糖尿病小鼠模型上关注胰岛素。当胰岛素配备了可断裂连接子及DBCO配对基团时，它在体内附着到被标记的红细胞上并随后缓慢释放。接受了特制糖处理并注入连接胰岛素的小鼠在数小时内保持了更高的血胰岛素水平，在耐受性测试中表现出更好的血糖控制，并且体重恢复优于对照组。

这对未来医学可能意味着什么

对外行人而言，主要信息是作者找到了在体内从内到外标记一部分红细胞的方法，随后可在体内把有用的载荷黏到这些细胞上，全部过程无需将细胞取出。在小鼠体内，这些被标记的细胞循环数周，携带使血管在影像中突出显示的成像剂，以及比平常停留更久的药物。尽管还需更多工作将该方法适配到人体红细胞并微调可载入的货物量与释放速度，这项研究表明了一个多功能新平台：将来我们的血细胞或可作为长期存在的内置载体，用于诊断和治疗。

引用: Liu, Y., Wang, Y., Ko, K. et al. In vivo metabolic tagging and targeting of circulating red blood cells. Nat Commun 17, 4298 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71013-x

关键词: 红细胞, 药物输送, 代谢标记, 血管成像, 胰岛素循环