华东师范大学程义云团队《Science》子刊：新型策略助力多肽胞内递送学术资讯

来源：材料科学前沿

与小分子药物相比，多肽基药物具有更好的生物相容性、溶解能力以及高选择性，在近年来成为了越来越多疾病的治疗选择。然而，多肽递送体系目前面临着一些亟需克服的困难：多肽在体内极易被酶降解，很难达到治疗效果；多肽一般作用于胞外靶点，无法实现胞内递送。因此，开发高效、安全的多肽胞内递送体系对于多肽药物发展至关重要。

近期，华东师范大学的程义云团队报道了一种氟标记的新型多肽递送体系，能够在实现高效胞内递送的同时保证多肽分子的生物活性。相关工作以“Fluoroalkylation promotes cytosolic peptide delivery”为题发表在《Science Advances》。

氟标记多肽的合成研究合成了六种电荷和亲疏水性质不同的多肽（P1-P6）。这些多肽均一方面利用异硫氰酸荧光素进行偶联用于荧光成像，另一方面利用还原性响应的双硫键与氟标签（1）进行偶联标记（图1）。这些标记多肽可以在PBS中轻易组装形成纳米构造，并且由于亲氟效应（fluorophiliceffect）的作用，这些纳米组装体呈现优异的分散效果，其颗粒分散指数（PDI）能够小于0.3（图2A）。此外，细胞实验也表明多肽的氟化并没有对细胞造成额外的毒性（图2B）。

图1多肽的氟化氟标记多肽的胞内递送之后研究检测了氟化多肽在Hela细胞中的胞内递送情况。这些多肽与细胞共孵育6小时之后，利用共聚焦显微镜和流式细胞术对胞内递送情况分别进行定性和定量分析。与用于对照的细胞穿透肽（TAT）标记多肽等相比，氟化多肽的胞内递送效率更高（图2C-2D）。内吞作用能够导致溶酶体等胞内器官吸收多肽，从而在TAT多肽处理的细胞中观察到点状分布。而与此相反，氟化多肽的荧光在胞内的分布比较普遍，表明氟化多肽能够在被细胞吸收外实现内含体逃逸（endosomal escape）。比细胞内吞后，胞内谷胱甘肽能够还原双硫键，使多肽和氟标签断裂。此外，为了研究亲氟作用在胞内递送中扮演的角色，研究人员合成非氟化的烷基化多肽用于对照。由于氟化链的表面能较碳链来说非常低，因此虽然烷基化多肽也能组装形成纳米结构，但其均一性等颗粒性质都不如氟化多肽好。烷基化多肽的荧光大多分布在细胞膜上，说明烷基化多肽更倾向于与细胞膜进行融合，而氟化多肽则更倾向于穿过细胞膜进入胞内（图2E）。

图2氟化多肽的胞内递送递送机制研究进一步地，研究人员调查了多肽剂量和共孵育时间对胞内递送效率的影响。图3A-3D显示，细胞的荧光强度与多肽剂量和孵育时间成正比关系。氟化多肽首先在早期与细胞膜进行关联，在2小时后则被高效地内吞进细胞内。与之相比，未氟化多肽不管在什么条件下都无法产生有效的胞内递送行为。为了揭示氟化多肽在Hela细胞中的胞内递送机制，研究人员将细胞提前与内吞抑制剂进行孵育，发现不同的内吞抑制剂对氟化多肽的内吞作用具有不同程度的影响（图3E）。有研究显示，含双硫键的材料可以通过巯基-双硫交换机制被细胞进行内吞。为了证明这一交换机制在氟化多肽中扮演的角色，研究将细胞与还原试剂或者氧化试剂进行孵育，发现氟化多肽的内吞涉及到包括网格蛋白依赖的内吞、微胞饮以及巯基-双硫键交换在内的多种内吞途径（图3F）。

图3氟化多肽的内吞作用途径结论总结来说，研究人员发展了一种可用于多肽高效胞内递送的氟化策略。研究人员合成了多种氟标记多肽，并基于此制备了纳米构造的多肽材料。与TAT等经典的细胞穿膜肽相比，氟化标签技术具有更好的胞内递送效率和酶降解稳定性。与非氟化多肽倾向于与细胞膜融合相比，氟化多肽倾向于穿透细胞膜进入细胞并从内含体中逃逸实现高效胞内递送行为。内吞化的多肽在被胞内递送后依然可以保持它们的生物活性，特别是氟化的促凋亡多肽在体外和体内实验中都展现出了潜在的抗癌活性。该研究为多肽的胞内递送提供了一种简便、高效的新策略。

参考文献：Fluoroalkylation promotes cytosolic peptide delivery

文献链接：https://advances.sciencemag.org/content/6/33/eaaz1774

来源：材料科学最前沿材料科学前沿

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1NDc0NTY4OA==&mid=2247489065&idx=5&sn=041fc692643da7522d393ba67e0db427&chksm=e9c1db1edeb652082586460ac346e7c1326c47dc6a3f6205504d0875816d8e060c69e046ce56#rd

电话：（010）86409582

邮箱：kejie@scimall.org.cn