纳米颗粒介导的药物/基因传递的多尺度建模和不确定度定量

李颖，Wylie Stroberg, Lee Tae-Rin, Kim Han Sung, Han Man, Dean Ho, Paolo Decuzzi, Wing Kam Liu

纳米粒子(NP)介导的药物/基因传递涉及广泛的空间和时间尺度。这些现象之间的相互作用使得np介导的药物/基因传递过程非常复杂。在本文中，我们确定了np介导的药物/基因递送的四个关键步骤:(i)递送载体/平台的设计和合成;(ii)血液中药物载体(NPs)的微循环;(iii)微循环过程中NPs与血管壁的粘附;(iv) NPs的内吞作用和胞吐作用。为了阐明这四个关键步骤背后的潜在物理机制，我们通过结合全原子模拟、粗粒度分子动力学和浸入式分子电动力学有限元法(IMEFEM)，开发了一个多尺度计算框架。该多尺度计算框架已被证明能够成功捕获纳米金刚石、聚乙烯亚胺和小推断RNA之间的结合、NP在微循环中的边缘化、剪切流下NP与血管壁的粘附以及受体介导的NP内吞作用。此外，采用贝叶斯更新算法，通过IMEFEM对NPs微循环的不确定性进行了量化。本文最后对np介导的药物/基因传递的多尺度建模的未来机遇和关键挑战进行了关键讨论。目前的多尺度建模框架可以帮助我们在未来优化和设计更有效的药物载体。

http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00466-013-0953-5