蛋白質與疏水高分子連接可形成兩親性的蛋白質-高分子偶聯物,該偶聯物可自組裝成膠束,不僅可以提高蛋白質半衰期和靶向性,而且可作為納米載體裝載小分子藥物和成像劑。然而具有響應性的蛋白質-高分子偶聯物膠束的研究甚少,且尚未有體內應用的報道。
高衛平教授課題組在蛋白質表面定點原位生長出具有pH響應性的高分子鏈,該偶聯物在生長過程中可自組裝為膠束,將該策略稱為定點原位生長誘導自組裝技術。
本研究的圖示
該研究中,人血清白蛋白被選作為模式蛋白,在其表面定點原位生長出具有pH響應性的聚2-(異丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯(PDPA)高分子鏈,該偶聯物在中性或堿性條件下自組裝成膠束,并能在pH 6.6以下由于PDPA質子化變為親水而發生解體。為研究其腫瘤靶向性,將近紅外熒光分子吲哚菁綠(ICG)包載在上述偶聯物膠束中制作成納米熒光探針(HDI)。由于ICG包載在膠束核內而發生熒光聚集淬滅,但到達腫瘤時,由于腫瘤微環境的弱酸性,膠束解體,ICG釋放出來而恢復熒光,同時由于PDPA質子化帶正電,有利于其吸附在細胞表面以及細胞內吞,從而實現腫瘤靶向熒光成像。與沒有pH響應性的納米熒光探針(HHI)相比,HDI表現出了很好的腫瘤累積效果。
小鼠活體成像圖,其中ICG為吲哚菁綠,HHI為HSA-PHPMA/ICG(無響應),HDI為HSA-PDPA/ICG(pH響應)
本項研究也表明,在蛋白表面引入pH響應性高分子鏈可提高蛋白靶向性,藥用蛋白可采用此項技術提高藥效且降低副作用,同時該響應性蛋白質-高分子偶聯物自組裝體系也可作為小分子藥物載體,從而拓展了蛋白藥物和小分子藥物的臨床應用。
以上成果發表在Biomacromolecules上,論文的第一作者為清華大學醫學院博士生李朋勇,通訊作者為高衛平教授。該研究得到國家自然科學基金重點項目(21534006)的資助。
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