《光控制治疗性蛋白精准释放》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 陈方
  • 发布时间:2021-03-09
  • 光控制治疗性蛋白精准释放
    蛋白质疗法通常比其他类型的药物(尤其是小分子)对生化指标更有效和更具选择性,但蛋白质容易被酶降解或被肾脏从血液中清除。由于蛋白质在体内的不稳定,常常需要高剂量服用,这可能会引起较大副作用。科学家们试图通过将蛋白质药物封装在诸如脂质体、纳米颗粒和红细胞的载体中使其免于降解,但运输载体在适当的地点和时间释放药物一直是一个挑战。
    2020年12月9日ACS Central Science报道,美国北卡罗来纳大学研究人员开发出了一种工程化的红细胞(RBC)载体,该载体可在蜂毒肽的帮助下,通过光照控制释放治疗性蛋白质,可以实现在人体的特定区域释放功能。
    蜂毒肽(honey bee peptide)是欧洲蜜蜂毒液的一种成分,通常会导致红细胞破裂。研究小组对蜂毒肽进行了修饰,使其只有在特定波长的光照射下才能起作用。研究人员将这种修饰过的蜂毒肽嵌入了红细胞的细胞膜中。
    作为概念证明,研究人员将凝血酶加载到工程红细胞中,将其注射到小鼠体内,然后在每只老鼠的耳朵的一个小区域上照亮灯光,并检查组织的各个部分,结果显示血液仅在受照部位凝结。研究者表示,该策略适用于各种基于脂质的载体中光触发释放蛋白质、肽和核酸治疗剂,有助于实现药物的精准释放。
    吴晓燕 编译自https://phys.org/news/2020-12-red-blood-cells-honey-bee.html
    原文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscentsci.0c01151
    原文标题:Light-Controlled Release of Therapeutic Proteins from Red Blood Cells

相关报告
  • 《Science | 光门控光敏感通道蛋白激发保护细胞释放质子诱导的钙》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-12-15
    • 2023年12月14日,维尔茨堡大学的研究人员在Science杂志在线发表了题为Light-gated channelrhodopsin sparks proton-induced calcium release in guard cells的文章。 尽管长期以来已经认识到刺激诱导的胞质 pH 改变与钙离子(Ca2 +)水平的变化一致,但质子(H +)和 Ca2 + 之间的相互依赖性仍然知之甚少。 该研究使用光门控光敏感通道蛋白 hckCR2来解决这个问题,它来自于假真菌连环丝藻,在植物细胞的质膜上作为一个 H + 导电的、 Ca2 + 不渗透的离子通道起作用。拟南芥保卫细胞中 hckCR2的光激活引起瞬时的细胞质酸化,从而引发内质网释放 Ca2 + 。H + 诱导的胞质 Ca2 + 信号通过激活依赖于 Ca2 + 的 SLAC1/SLAH3阴离子通道导致膜去极化,使研究人员能够远程控制气孔运动。 该研究提出了 H + 诱导植物细胞释放 Ca2 + 的机制,并建立了 HcKCR2作为分析植物细胞内 pH 和 Ca2 + 信号传导的分子基础的工具。
  • 《Nat Commun | 上海药物所合成可用于肿瘤特异性蛋白降解和乳腺癌精准治疗的高分子蛋白降解剂》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-07-28
    •  蛋白质降解靶向嵌合体( proteolysis targeting chimeras,PROTACs)可高效降解蛋白质从而实现多种疾病治疗,受到了科研人员广泛关注。尽管前景看好,传统PROTAC小分子的药代动力学行为并不理想,并且缺乏肿瘤特异性。其持续保持的高效催化降解特性会不可控降解正常组织部位POI蛋白,从而导致严重毒副作用,极大限制了其临床应用。因此,精准递送PROTAC分子至肿瘤部位并有效降解瘤内目标蛋白对开发PROTAC抗肿瘤药物至关重要。   针对上述挑战,于海军课题组2022年7月26日在Nature Communications发表了题为“Engineered bioorthogonal POLY-PROTAC nanoparticles for tumour-specific protein degradation and precise cancer therapy”的研究论文,该研究在于海军课题组前期发展多种肿瘤微环境响应的智能递药系统基础上(Adv Mater, 2020. 1907210; Adv Mater 2021, 2101155; Adv Mater, 2021, 2102668.),创新性提出了一种聚合物化PROTAC(POLY-PROTAC)纳米治疗策略,实现了肿瘤特异性PROTAC递送和蛋白降解。研究成果展示了POLY-PROTAC精准降解目标蛋白以及基于PROTAC的高效肿瘤治疗前景。  为实现PROTAC的精准肿瘤递送,研究人员首先合成了系列基于von Hipel-Lindau (VHL) 配体的小分子PROTACs,然后通过共价的可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)将含有二硫键修饰的前体PROTACs连接在两亲性的高分子聚合物上。该高分子聚合物可自组装形成均一稳定的纳米粒,且具有肿瘤细胞外酶环境,胞内酸环境和还原环境的响应性,从而该纳米粒可实现肿瘤组织的特异性聚集和高效渗透。此外,研究人员对该纳米粒进行了叠氮化修饰以通过生物正交策略进一步增加纳米粒在肿瘤组织的蓄积滞留。为此,研究人员设计了载有DBCO基团的肿瘤细胞外微酸环境响应的预靶向纳米粒,该纳米粒可在肿瘤细胞外微酸环境下解离并暴露DBCO基团,从而通过点击化学反应捕获叠氮修饰的POLY-PROTAC纳米粒。滞留的N3@POLY-PROTAC纳米粒在肿瘤微环境中过表达的MMP-2酶作用下实现PEG脱壳从而更易在肿瘤组织渗透和被肿瘤细胞摄取;进入细胞后,纳米粒的肿瘤细胞内微酸环境响应性使其解离并恢复其荷载的光敏剂焦脱镁叶绿素a(PPa)的荧光活性,与此同时过表达的谷胱甘肽(GSH)切断连接PROTAC分子的二硫键将其释放以降解目标蛋白。研究人员证明了该生物正交的POLY-PROTAC纳米粒联合光动力治疗可有效激活凋亡蛋白caspase-3,从而实现高效抗肿瘤作用。该研究成果提出了一种特异性递送PROTAC分子至肿瘤部位的通用型纳米平台,并证实了其抗肿瘤潜能。 同济大学联合培养博士生高晶为论文第一作者,上海药物所于海军研究员为本文通讯作者,复旦大学附属中山医院徐辉雄教授,华东师范大学徐志爱教授为共同通讯作者,华东师范大学联合培养博士生候博、上海药物所博士后祝奇文分别为本文的生物正交化学和PROTAC分子设计优化提供了支撑。上海药物所郑明月课题组、徐田锋课题组和武汉大学陈宜鸿教授给予了大力支持。上海药物所黄敏研究员在肿瘤模性构建方面给予了专业指导。   该研究得到了国家自然科学基金,上海市科委国家合作项目,上海市健康委员会等项目的资助。该研究中生物效应评价部分得到了张江实验室国家蛋白质科学研究(上海)设施的大力支持。 文章链接:https://doi.org/10.1038/s41467-022-32050-4