(完整版)6.2线粒体靶向纳米材料与肿瘤治疗特点
以线粒体为靶标，治疗肿瘤新策略
以线粒体为靶标，治疗肿瘤新策略干货 | 靠谱 | 实用肿瘤的发生发展是由多基因、多信号通路参与的复杂生物学过程。
与正常细胞相比，肿瘤细胞具有无限增殖、能量代谢异常、活性氧自由基升高、组织浸润与转移、抵抗细胞死亡等特性。
国际著名学术期刊Nature曾以“Cancer complexity slows quest for cure”为名，表明仅仅针对单独的基因或代谢途径的抗肿瘤治疗是无法解决问题的。
因此，寻找一种稳定、不易突变且具有肿瘤病理学广泛适用性的靶标，是抗肿瘤治疗亟待解决的问题。
近年来，随着研究的深入，人们逐渐认识到啊线粒体在肿瘤发生发展中发挥着重要作用，并提出了以线粒体为靶标的肿瘤治疗新策略。
众所周知，线粒体是细胞的“动力工厂”，正常细胞在氧气充足的情况下利用线粒体的氧化磷酸化产生ATP为细胞的生命活动提供能量，而在氧气不足的情况下则转变为利用糖酵解的方式。
氧化磷酸化和糖酵解反应是相互调节的，这样才能维持细胞能量的平衡。
但是在多数肿瘤中，无论处于有氧还是缺氧环境，都要保证一定程度的糖酵解反应作为产能方式，这被称为有氧糖酵解过程，即Warburg效应，也是肿瘤细胞独有的代谢特征之一。
Warburg认为细胞癌变是线粒体功能出现不可逆的损伤所造成，这种损伤导致氧化磷酸化功能与糖酵解功能间的平衡被打破，从而引起了细胞的恶性转化。
对此也有研究者提出了不同观点，认为是活化的有氧糖酵解过程抑制了线粒体的氧化磷酸化，并非完全由线粒体的损伤所决定。
在部分肿瘤细胞中，如果抑制细胞的有氧糖酵解，则可以恢复线粒体的氧化磷酸化功能，但肿瘤的生长同样也受到了影响。
这些结果表明，仅仅通过氧化磷酸化并不能满足肿瘤生长的需要，有氧糖酵解、线粒体的氧化磷酸化以及肿瘤发生之间的关系可能更加复杂。
大量文献提示，在肿瘤的发展阶段，为了适应细胞持续增殖的要求，部分肿瘤细胞可以依靠恢复的线粒体氧化磷酸化获得能量。
随着对线粒体调控细胞凋亡机制的深入研究，人们开始寻找可以通过线粒体来改变肿瘤细胞的生长活性甚至诱导肿瘤细胞凋亡的药物。
纳米材料在肿瘤医学中的应用
纳米材料在肿瘤医学中的应用近年来，纳米材料作为一种新型材料，被广泛应用于医学领域。
纳米材料具有较大的比表面积和独特的形态结构，使得其在肿瘤医学中的应用越来越受到研究者们的关注。
本文将从纳米材料在肿瘤诊断、治疗和预防方面的应用，以及存在的问题和挑战等方面来进行讨论。
一、纳米材料在肿瘤诊断中的应用肿瘤的早期诊断对患者的治疗和康复至关重要。
纳米材料在肿瘤诊断中的应用主要有两个方面，一是构建纳米探针，二是利用纳米材料的光学、磁学、声学等性质进行影像检测。
构建纳米探针是指利用纳米材料与特异性分子（如蛋白、肽、核酸等）进行结合并标记，从而实现对肿瘤特异性标志物的检测。
目前，常用的纳米材料有金纳米颗粒和磁性纳米颗粒等。
这些纳米颗粒可以通过化学方法制备，同时，也可以通过微生物发酵等方法获得。
构建纳米探针需要考虑合适的纳米材料和特异性分子的结合方式，以及标记物的稳定性和灵敏度等因素，从而获得可靠的检测结果。
利用纳米材料的光学、磁学、声学等性质可以实现对肿瘤的定位和影像检测。
典型的纳米材料有量子点、氧化铁纳米颗粒、纳米图像等，其中氧化铁纳米颗粒因其良好的生物相容性和磁性特性，在肿瘤诊断中应用较多。
比如，将氧化铁纳米颗粒涂敷在肿瘤病理学玻片上，便可以实现对肿瘤细胞的高清晰度成像和定量测定。
二、纳米材料在肿瘤治疗中的应用纳米材料在肿瘤治疗中的应用主要包括药物传递、热疗和光疗等方面。
将药物包覆在纳米材料中可以提高药物的水溶性和生物利用度，达到局部或全身治疗的效果。
热疗是利用磁、光等方式作用于纳米材料，将能量转化为热能，从而使肿瘤细胞发生热凝固、破坏等效应。
光疗则是利用纳米材料响应光的特点，来实现对肿瘤细胞的杀伤作用。
药物传递是纳米材料在肿瘤治疗中最为常见的应用。
目前，常用的纳米材料有磷脂质体、胶体颗粒、滞留微粒等。
这些纳米材料具有较小的尺寸、较大的比表面积和良好的生物相容性，可以在体内快速分散，进入肿瘤组织。
药物包被在纳米材料内后，能够延长药物在体内停留时间，降低药物剂量，同时能够有效地靶向肿瘤组织，减轻副作用。
6.2 线粒体靶向纳米材料与肿瘤治疗特点
线粒体靶向纳米材料与肿瘤治疗优势1 线粒体靶向纳米材料线粒体靶向策略的最初应用是对生物活性分子修饰线粒体靶向基团，使这些活性分子能够直接靶向至线粒体，发挥更好的疗效。
例如，将辅酶Q10或维生素E的衍生物与TPP结合，已被证明能够选择性的靶向至线粒体并提高抗氧化效率。
当亲脂性的TPP与DOX共轭结合时，原本只能在耐药的人乳腺癌高转移细胞(MDA-MB-435/DOX)的胞浆中积累的DOX，优先选择在线粒体中积累；与DOX原药相比，TPP-DOX能够增加caspase-3和PARP的剪切，诱导更明显的细胞凋亡，具有逆转MDR的应用潜力。
在前文中已经提及，将纳米材料与抗肿瘤药物结合形成纳米医药或用纳米载体负载药物，能够在保持药物原本完整的疗效的同时，改善多种药物的药代动力学和生物分布。
但在十年之前，关于线粒体靶向的纳米载药体系的报道并不多见，大部分纳米靶向系统只靶向至细胞层面，纳米载体进入细胞后靠随机分布与包括线粒体在内的亚细胞器作用。
后期研究发现，纳米递送载体通过修饰特定靶向到亚细胞器，可以增加药物与亚细胞器上特定位点作用的几率，从而提高治疗效率。
因此，定点给药的药物递送系统为目前暂时失败的治疗方法提供了新的可能性。
为了将药物运输到线粒体基质并有效的控制释放药物到不同的线粒体组分，对纳米递送系统的设计和制备有着精确的要求：精确的尺寸、亲脂性的表面、合适的电性和表面特定的靶向基团。
此外，为保证线粒体靶向的纳米递送系统在生物体内的安全性，对这些纳米材料的生物相容性与生物降解性也有一定的要求。
我们对近年来报道的几类线粒体靶向的纳米平台做一个简单总结：1.1 脂质体基线粒体靶向纳米材料靶向线粒体的脂质体基材料，可以通过膜融合将其所载的药物或活性分子带入线粒体内。
DQAsome是一类研究要多的脂质体基线粒体靶向纳米材料，此外还发展了一系列利用亲脂性阳离子TPP实现靶向功能的脂质体基纳米材料。
2008年，Weissig课题组在Nano Letter 上发表了他们制备的以脂质体为核心TPP修饰的线粒体靶向载体：他们将TPP结合到十八烷醇上制备出STPP，再和罗丹明B标记的磷脂酰乙醇胺制备脂质体用于靶向线粒体增加神经酰胺的抗癌疗效。
纳米材料与肿瘤靶向ppt课件
aqueous space lipid bilayer
21
Hydrophilic drug Hydrophobic drug in lipidbilayer 水溶性药物：在中心水性空间或层间水性空间
脂溶性药物：在双分子层的疏水空间
常见形态：球形、椭球形等
纳米颗粒基因载体是一种无毒、高效、能稳定转染的 非病毒载体，将DNA、RNA等基因治疗分子包裹在纳米颗粒 之中或吸附在其表面，同时也在颗粒表面耦联特异性的靶 向分子，如特异性配体、单克隆抗体等，通过靶向分子与 细胞表面特异性受体结合，在细胞摄取作用下进入细胞内， 实现安全有效的靶向性基因治疗。
42
4
纳米技术
纳米技术系指在1-1000纳米的尺度里，研究物质的电子、原子和 分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。 物质在纳米尺度下，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特 性制造具有特定功能的药物，称为纳米药物。
药物纳米载体是以纳米颗粒作为药物载体，将药物治疗分子包裹 在纳米颗粒之中或吸附在其表面，通过靶向分子与细胞表面特异性受 体结合，在细胞摄取作用下进入细胞内，实现安全有效的靶向药物输 送和基因治疗。
16
巨噬细胞吞噬作用
单核-巨噬细胞对微粒的吞噬作用决定于 1. 血浆中的某些特定蛋白 ----即调理素(opsonins) 2. 巨噬细胞上的有关受体 微粒通过吸附调理素，粘附在巨噬细胞的表面，然后 内在的生化作用(内吞、融合)被巨噬细胞摄取 。
17
大分子和颗粒进入和排出细胞
胞 饮 吞 噬
18
被动靶向制剂的载体：
3
前 言
在纳米生物材料研究中，目前研究的热点和已有较好 基础及做出实质性成果的是纳米药物载体和纳米基因治疗 技术。 这种技术是以纳米颗粒作为药物和基因转移载体，将 药物、 DNA和RNA等基因治疗分子包裹在纳米颗粒之中或 吸附在其表面，同时也在颗粒表面耦联特异性的靶向分子， 在细胞摄取作用下进入细胞内，实现安全有效的靶向性药 物和基因治疗。
线粒体靶向的肿瘤治疗研究进展
线粒体靶向的肿瘤治疗研究进展蒋凌舟;李天路;洪玉【摘要】线粒体控制着细胞凋亡的激活系统,肿瘤细胞的多种特征,包括无尽的增殖能力,对抑制生长信号的不敏感,受损的细胞凋亡机制等都和线粒体的机能丧失有关.该文综述了近年来线粒体靶向的抗肿瘤研究进展,重点介绍新发现的针对线粒体为靶点的药物及其作用方式与潜在临床应用价值,展示人类恶性肿瘤治疗的前景.%Mitochondria controls the activation of apoptotic system. Accordingly, a variety of hallmarks of cancer cells, including endless rnproliferation, insensitivity to anti-growth signals, impaired apoptosis, are related to mitochondrial dysfunctions. This paper reviews the rnlatest advances of targeting mitochondria for cancer therapy, focusing on drugs targeting the mitochondria and the mode of action, as well rnas potential clinical applications, to demonstrate prospects of cancer treatment.【期刊名称】《安徽医药》【年(卷),期】2011(015)011【总页数】4页(P1329-1332)【关键词】线粒体;肿瘤;细胞凋亡【作者】蒋凌舟;李天路;洪玉【作者单位】中国药科大学药学院,江苏,南京,211198;中国药科大学药学院,江苏,南京,211198;中国药科大学药学院,江苏,南京,211198【正文语种】中文线粒体是细胞的动力工厂，与此同时，也是细胞自杀的武器库。
纳米材料在肿瘤治疗中的应用研究
纳米材料在肿瘤治疗中的应用研究近年来，纳米科技的快速发展为肿瘤的治疗带来了新的突破。
纳米材料的独特性质使其成为潜在的肿瘤治疗候选物。
本文将探讨纳米材料在肿瘤治疗中的应用研究。
一、纳米材料在肿瘤诊断中的应用纳米材料在肿瘤诊断中的应用是目前研究的热点之一。
纳米颗粒通过其特殊的物理、化学性质，可用于提高肿瘤诊断的准确性和早期发现的率。
例如，纳米颗粒可以被用作肿瘤细胞的靶向标记物，通过与肿瘤细胞特异性结合，可以提供更敏感和特异性的诊断手段。
此外，纳米颗粒还可以通过磁共振成像或正电子发射断层扫描等先进技术，提高肿瘤的成像分辨率。
二、纳米材料在肿瘤治疗中的应用2.1 肿瘤治疗纳米药物纳米材料可以作为载体，将药物精确地输送到肿瘤部位，减少对正常组织的伤害。
纳米药物在体内的分布和代谢过程也可以通过调节纳米材料的尺寸、形状和表面化学性质进行控制。
此外，通过改变纳米材料的组成，可以实现多药耐药肿瘤的联合治疗，提高治疗效果。
2.2 纳米光热治疗纳米材料在光热治疗中的应用也备受关注。
纳米颗粒在受到激光照射时，吸收光能并转化为热能，从而引发肿瘤局部的温升。
通过调节纳米颗粒的性质，可以实现对肿瘤的选择性灼伤，同时最大限度地减少对正常组织的损伤。
纳米光热治疗具有对肿瘤特异性的靶向性、非侵入性以及可重复性等优点。
2.3 纳米磁疗法纳米磁性材料在肿瘤磁疗法中的应用也显示出良好的潜力。
纳米颗粒作为载体，可以将磁性药物输送到肿瘤部位。
通过外加磁场的作用，可以实现对纳米颗粒的定位和聚集，从而增加对肿瘤的局部治疗效果。
纳米磁疗法的优点包括靶向性强、杀伤效果显著、对生物体相容性较好等。
三、纳米材料在肿瘤治疗中的挑战与前景纳米材料在肿瘤治疗中的应用仍面临一些挑战。
首先，纳米材料的安全性仍需进一步研究。
尽管目前已有一些纳米材料获得了临床批准，但其长期潜在的毒性和生物相容性仍需要深入了解。
其次，纳米材料的制备和生产成本较高，限制了其大规模应用。
生物医学工程纳米材料方向就业
生物医学工程纳米材料方向就业随着科技的不断发展，生物医学工程纳米材料方向成为了热门就业领域之一。
生物医学工程是一门交叉学科，该领域涉及医学、生物学、工程学和材料科学等多个学科的知识，而纳米材料作为一种新型材料，具有独特的物理、化学和生物学特性，因此在生物医学工程领域具有广泛的应用前景。
本文将从生物医学工程纳米材料的特点、应用领域以及就业前景等方面进行详细介绍。
一、生物医学工程纳米材料的特点生物医学工程纳米材料具有以下几个主要特点：1.尺寸小：纳米材料的尺寸在纳米级别，通常指的是直径在1-100纳米的颗粒，因此具有较大比表面积，可以更好地与生物体内的细胞和组织相互作用。
2.物理化学性质独特：纳米材料的物理化学性质与传统材料有所不同，具有许多独特的特性，例如光学、磁性、导电性等，这些特性使其在生物医学工程领域有着广泛的应用。
3.生物相容性好：有些纳米材料具有良好的生物相容性，可以与生物体内的细胞和组织进行良好的相互作用，且不会引起明显的免疫排斥反应。
4.可调控性强：纳米材料可以通过改变其形貌、表面性质、化学成分等来实现对其性质的调控，使其更好地适应于生物医学工程的需求。
二、生物医学工程纳米材料的应用领域生物医学工程纳米材料在医学诊断、治疗和生物学研究等领域具有广泛的应用，其主要应用领域包括：1.肿瘤治疗：纳米材料可以作为载体，将抗肿瘤药物通过纳米技术进行包覆和修饰，以实现对肿瘤细胞的靶向治疗，且能够减轻药物的毒副作用。
2.生物成像：利用纳米材料的光学或磁性特性，可以实现对生物体内的细胞和组织进行高分辨率的成像，为疾病的早期诊断和治疗提供重要的信息。
3.组织工程：纳米材料可以作为生物支架，结合细胞和生物活性物质，用于组织修复和再生，例如骨科植入材料、人工血管等。
4.药物传输：纳米材料可以包裹药物，实现对药物的控制释放和靶向输送，以提高药物的生物利用度和疗效。
5.生物传感器：利用纳米材料的特殊性质，可以制备高灵敏度和高选择性的生物传感器，用于检测生物体内的生物分子和细胞。
6.1 基于肿瘤治疗的线粒体靶向纳米技术
基于肿瘤治疗的线粒体靶向纳米技术1 线粒体靶向治疗1.1 靶向治疗介绍靶向治疗是指在特定的导向机制作用下，将药物输送到特定靶器官或靶组织，使其能够更充分地发挥治疗效果。
为了减轻抗肿瘤药物给正常组织和细胞带来的毒副作用，靶向性成为了设计和制备用于肿瘤治疗的纳米载体或纳米平台时的必备条件之一。
如图1．11所示，具有较长的血液循环半衰期的纳米粒子，能够通过肿瘤组织的EPR效应，在肿瘤组织部位实现富集，即被动靶向(passive targeting)。
但是，纳米粒子在真实的血液循环中时也容易被RES的巨噬细胞摄取，截留转运到肝、脾和淋巴结组织，导致肿瘤靶向的效率较低。
为了提高纳米粒子靶向肿瘤的特异性，通常利用肿瘤细胞表面过度表达的受体(receptor)，将能够和该受体作用的配体(1igand)修饰到纳米粒子表面，实现配体介导靶向，即图1．1l中所示的主动靶向(active targeting)。
常用的肿瘤细胞表面能够主动靶向的受体有：叶酸受体、亲和素受体、转铁蛋白、乳铁蛋白、内皮生长因子受体、原癌基因人表皮生长因子受体和avβ3整合素等。
此外，常见的靶向方式还有磁性靶向、热敏靶向等物理化学靶向，以及响应肿瘤微环境的靶向等。
图1．11纳米载体运载药剂到肿瘤组织的不同机制吲。
抗肿瘤药物通常是和特定靶点作用后才能发挥其治疗效果，这些药物靶点可能是位于细胞中的蛋白质、核酸、酶和受体等功能性生物分子。
通过被动靶向或主动靶向，纳米粒子能够靶向到肿瘤病灶部位或肿瘤细胞，但纳米载体所载的药剂，包括各种大分子(蛋白质、酶、抗体)、造影剂或检测探针等，为了发挥它们的治疗、显影和检测效果，需要被递送入肿瘤细胞内特定的细胞器上，如细胞核、溶酶体、线粒体或内质网等。
1.1 线粒体简介线粒体是细胞内数量最多的细胞器，由内外双层膜构成，并且含有遗传物质线粒体DNA(mtDNA)。
线粒体是细胞的“能量工厂”，保证了维持真核细胞新陈代谢的绝大部分能量的供给，线粒体能够把氧化各种底物产生的自由能转化成可被细胞直接利用的三磷酸腺苷(ATP)，同时产生活性氧(ROS)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
线粒体靶向纳米材料与肿瘤治疗优势1 线粒体靶向纳米材料线粒体靶向策略的最初应用是对生物活性分子修饰线粒体靶向基团，使这些活性分子能够直接靶向至线粒体，发挥更好的疗效。
例如，将辅酶Q10或维生素E的衍生物与TPP结合，已被证明能够选择性的靶向至线粒体并提高抗氧化效率。
当亲脂性的TPP与DOX共轭结合时，原本只能在耐药的人乳腺癌高转移细胞(MDA-MB-435/DOX)的胞浆中积累的DOX，优先选择在线粒体中积累；与DOX原药相比，TPP-DOX能够增加caspase-3和PARP的剪切，诱导更明显的细胞凋亡，具有逆转MDR的应用潜力。
在前文中已经提及，将纳米材料与抗肿瘤药物结合形成纳米医药或用纳米载体负载药物，能够在保持药物原本完整的疗效的同时，改善多种药物的药代动力学和生物分布。
但在十年之前，关于线粒体靶向的纳米载药体系的报道并不多见，大部分纳米靶向系统只靶向至细胞层面，纳米载体进入细胞后靠随机分布与包括线粒体在内的亚细胞器作用。
后期研究发现，纳米递送载体通过修饰特定靶向到亚细胞器，可以增加药物与亚细胞器上特定位点作用的几率，从而提高治疗效率。
因此，定点给药的药物递送系统为目前暂时失败的治疗方法提供了新的可能性。
为了将药物运输到线粒体基质并有效的控制释放药物到不同的线粒体组分，对纳米递送系统的设计和制备有着精确的要求：精确的尺寸、亲脂性的表面、合适的电性和表面特定的靶向基团。
此外，为保证线粒体靶向的纳米递送系统在生物体内的安全性，对这些纳米材料的生物相容性与生物降解性也有一定的要求。
我们对近年来报道的几类线粒体靶向的纳米平台做一个简单总结：1.1 脂质体基线粒体靶向纳米材料靶向线粒体的脂质体基材料，可以通过膜融合将其所载的药物或活性分子带入线粒体内。
DQAsome是一类研究要多的脂质体基线粒体靶向纳米材料，此外还发展了一系列利用亲脂性阳离子TPP实现靶向功能的脂质体基纳米材料。
2008年，Weissig课题组在Nano Letter 上发表了他们制备的以脂质体为核心TPP修饰的线粒体靶向载体：他们将TPP结合到十八烷醇上制备出STPP，再和罗丹明B标记的磷脂酰乙醇胺制备脂质体用于靶向线粒体增加神经酰胺的抗癌疗效。
为了克服上述STPP基脂质体的非特异性细胞毒性，2012年，Torchilin 等通过聚乙二醇-聚磷脂酰乙醇胺(PEG-PE)和端基为TPP的PEG共轭得到TPP-PEG-PE，将此共轭结构混入脂质体的磷脂双分子层合成得到一种新型的线粒体靶向的脂质体基纳米材料，这种材料能够显著提高其运载的抗癌药物紫杉醇(PTX)的效率、细胞毒性和在小鼠体内的抗癌效率。
线粒体穿膜肽D[KLAKLAK]2(KLA)修饰是另一种实现脂质体基材料线粒体靶向的方式。
Gu 课题组制各了一种KLA修饰、pH敏感的新型脂质体材料，能够提高负载的PTX在线粒体中的积累量，可以用于逆转人肺腺癌细胞(A549)的MDR。
1.2 树状大分子基线粒体靶向纳米材料树状大分子是一种从核心分子向周围辐射，形成高度支化的重复分支的功能高分子材料，其表面具有数量可控的、能够用于实现多功能化的基团。
树状大分子的中心内核和支化空间可以包覆生物分子，表面基团的不同功能化使其能够递送多种药剂或显影分了。
移位蛋白(TSPO)的一种分子量为18kDa的多聚体，在肿瘤的固醇类细胞的线粒体外膜高表达。
Bornhop课题组用树状大分子G(4)-PAMAM骨架、1-(2-氯苯基)异喹啉-3-羧酸(C1PhIQ Acid)和丽丝胺罗丹明(Lissamine)制备了靶向线粒体外膜TSPO的CIPhIQ-PAMAM-Liss，在C6大鼠胶质瘤和人乳腺癌细胞中有良好的线粒体显影效果。
2012年，Torchilinh课题组利用(3-羧丙基)三苯基溴化膦的羧基和乙酰化的树状大分子的伯胺发生酸胺缩合反应制备了PAMAM 基的G(5)-D-Ac-TPP，用荧光染料标记该纳米载体，细胞实验结果显示这种材料和线粒体共定位的效果较好，并且毒性也较低。
在此工作的基础上，Cheng等成功的用TPP修饰的PAMAM 树状大分子实现了在人宫颈癌细胞和非洲绿猴肾纤维母细胞中的基因递送，转染效率可与商用的Lipofectamine 2000相比拟，比SuperFect更高。
1.3 聚合物基线粒体靶向纳米材料由生物相容性和生物可降解的聚合物制备的聚合物纳米颗粒是另一种药物递送系统中最常用的材料。
在2008年，Kopecek课题组构建利用TPP作为线粒体靶向剂、基于新型的羟丙甲丙烯酸甲酯(HPMA)共聚物的药物递送系统：他们设计了一种与赖氨酸共轭结合的HPMA共聚物，使赖氨酸一端的氨基连接TPP用于靶向至线粒体，另一端氨基连接药物；所连接的荧光团BODIPY和光敏药物Mce6都通过激光共聚焦显微镜(CLSM)证明该共聚物能够靶向至线粒体。
美国乔治亚大学的Dhara教授课题组合成了一系列线粒体靶向的聚合物纳米颗粒。
如图1．13所示，其中最典型的是用TPP修饰FDA批准的可生物降解聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)，制备得到靶向线粒体的聚合纳米粒子，用这种纳米粒子封装氯尼达明(LND，抑制线粒体的糖醇解)、α-生育酚琥珀酸盐(α-TOS，选择性肿瘤药物)、姜黄素(淀粉-p蛋白(Aβ)的抑制剂，阿兹海默症药物)和2，4-二硝基苯酚(2，4-DNP,减肥药物)，测试药物纳米粒子对各类线粒体相关疾病的治疗效果。
与LND原药对照组相比，线粒体靶向纳米粒子运载的LND对肿瘤细胞的半数致死率是原药的108倍。
之后，他们利用这个载体负载TPP 修饰的顺铂前药(Platin-M)，将其递送到神经母瘤细胞的线粒体中，用于针对性的耐药脑部肿瘤的治疗；并以狗为动物模型，建立了这种线粒体靶向的顺铂纳米递送系统的生物分布评价模型。
此外，TPP修饰其他聚合物，例如聚乙二醇-聚己内酯纳米颗粒和多聚赖氨酸纳米颗粒等，用于线粒体靶向、递送生物活性分子或抗癌药物至线粒体的研究也陆续见诸报道。
图1．13 TPP修饰的载药聚合纳米颗粒靶向线粒体的示意图。
1.4 无机纳米碳纳米金用于线粒体靶向的纳米药物载体的研究主要集中于以脂质体或高分子聚合物作为载体材料，这两种材料虽然具有许多优点，但是它们皆有稳定性差、药物容易泄露的缺点。
当以上两种材料置于复杂的生物体内液态环境时，由于高分子链的溶胀效应及脂质体自身动态不断自组装的本质特征，它们的形状、大小和表面化学性质易变且很不确定。
相对而言，无机纳米材料具有稳定的形态和结构，将其用于构建线粒体靶向的纳米材料的报道也越来越多。
最早发现有线粒体靶向功能的无机纳米材料是金纳米棒。
2011年，Chen课题组发现金纳米棒可以选择性的杀死肿瘤细胞，而对正常细胞和间充质干细胞没有影响，不同的细胞摄取方式、胞内逃逸和溶酶体敏感性导致了这样的差异性：金棒表面的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)可以破坏溶酶体造成溶酶体逃逸，逃逸后金棒表面残留的CTAB可以使其在多种肿瘤细胞模型中选择性的在线粒体积累，与线粒体的长期作用导致线粒体膜电位下降，产生大量ROS，从而杀死肿瘤细剧。
与此同时，研究发现单壁碳纳米管(SWCNTs)利用其表面的正电性也可以穿过细胞膜，在肿瘤的细胞的线粒体中积累，并且结合近红外光对SWNTs照射，可以实现针对肿瘤的线粒体靶向的光热治疗。
此后，通过对无机纳米材料修饰线粒体靶向基团实现靶向功能的研究才陆续报道出来。
Prato等对多壁碳纳米管(MWCNTs)表面修饰线粒体靶向肽序列(KMSVLTPLLLRGLTGSARRLPVPRAKC)，实现了其在药物递送中的线粒体靶向，CLSM观察到靶向的MWCNTs在巨噬细胞和人宫颈癌细胞的线粒体中大量积累，细胞电镜进一步确认了这个结果。
2014年，Ma等报道了另一种碳基材料的线粒体靶向，通过对CQDs修饰TPP实现了对活细胞线粒体的单光子和双光子显影。
之后，Lin课题组在实现TPP修饰的CQDs用于线粒体显影的同时，还开发了其检测亚硝酸离子的分析功能。
近年来的研究中人们也发现，某些无机纳米粒子也具有线粒体靶向的能力，比如Ti02纳米颗粒和金纳米颗粒。
王等人研究了并报道了表面包覆牛血清蛋白的金纳米颗粒在癌细胞A549中的作用机制。
他们指出当金纳米颗粒浓度在25-100μM时能杀死A549细胞，同时对正常细胞的毒性较小。
为了探寻这种毒性的差异产生的原因，他们对金纳米颗粒进入细胞的过程进行了分析并对其进入细胞后的定位进行了监测。
结果表明，金纳米颗粒是通过内吞途径进入到细胞内，其大部分在溶酶体中，在正常细胞中，溶酶体中的纳米颗粒很容易会被清除掉。
而。
Figure. 1-18 Different fates and effects of AuNRs in cancer cell, normal cell, and stem cell due to distinct pathways for cellular trafficking.2 线粒体靶向肿瘤治疗优势2.1克服多药耐药肿瘤多药耐药是导致化疗失败的主要原因之一，外排蛋白P-糖蛋白(P-gP )的高表达，是肿瘤耐药细胞的重要特征，耐药细胞的P-gp可将化疗药物如阿霉素等外排，导致化疗失败。
通过靶向肿瘤细胞线粒体，将抗肿瘤药物直接递送至线粒体靶点，可躲避胞浆及核的耐药机制，如避免P-gp糖蛋白的外排，克服多药耐药，提高化疗效果。
Zhang等通过构建线粒体靶向药物递释系统递送DOX至肿瘤细胞线粒体，加剧了肿瘤耐药细胞的死亡。
如图4.1所示，以TPP修饰生育酚聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)与碳量子点(CQDs)自聚集形成胶束，包裹DOX，构建线粒体靶向药物递释系统CQDs-TPGS-TPP/DOX。
该制剂一方面通过TPGS抑制P-gp糖蛋白的过表达，另一方面通过将DOX直接递送至线粒体靶点，避免P-gp糖蛋白的外排，大幅度杀伤肿瘤耐药细胞，克服了多药耐药。
图4.1线粒体靶句药物递释系统克服肿瘤多药耐药示意图2.2抑制肿瘤转移肿瘤转移是导致肿瘤患者死亡的主要原因。
手术及化疗等传统治疗方法，可消除患者大部分肿瘤组织，却无法抑制肿瘤的复发与转移。
磷酸肌醇-3-激酶( Phosphoinositide-3 kinases, PI3K)是一种蛋白激酶，在很多癌症患者中均存在PI3K异常，以PI3K为治疗靶点开发的多种PI3K抑制剂，已处于不同的临床验证阶段，但其效果并不理想。
近来，Caino等发现单独使用PI3K抑制剂进行癌症治疗，可能会促进肿瘤细胞的侵袭性而转移至其他器官，导致患者病情恶化，这一过程主要依赖于线粒体功能应答。
如图4.2所示，未经抑制剂药物处理的细胞，其线粒体主要围绕细胞核分布，而用PI3K抑制剂(GDC-0941)处理肿瘤细胞，会引起线粒体向细胞膜特定区域移动，线粒体占据细胞周围骨架这一重要位置能够为细胞迁移和侵袭提供大量能量，这表明细胞运动和侵袭能力增强。