在糖化學中,糖的保護與脫保護是糖合成中最為常見的手段,被廣泛用于復(fù)雜寡糖、含糖單體和相應(yīng)的糖聚合物的合成制備。但是,長期以來糖相關(guān)的脫保護反應(yīng)并未應(yīng)用于自組裝領(lǐng)域。
而復(fù)旦大學陳國頌-江明課題組在近期研究中注意到了糖分子在脫保護反應(yīng)前后親疏水性發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變,提出和實現(xiàn)了利用糖分子的脫保護反應(yīng)來作為自組裝(Deprotection-Induced glycopolymer Self-Assembly, DISA)的新驅(qū)動力,誘導含糖嵌段共聚物自組裝 (Su L., et al. ACS Macro Lett. 2014, 3, 534-539.)。在有機溶劑THF中,糖的脫保護反應(yīng)和糖聚合物自組裝在溶液中先后發(fā)生,大大簡化了組裝過程。他們還進一步利用不同保護基脫除速率的差別,實現(xiàn)了對組裝體形貌的動力學或熱力學調(diào)控 (Wu X., et al. Macromolecules 2015, 48, 3705-3712.)。
脫保護反應(yīng)使得糖分子上的羥基得以暴露,在糖生物學中,細胞表面的糖分子參與了細胞粘附、細胞識別,細胞分化等多種生命過程。作為DISA研究的重要進展,最近他們構(gòu)筑了含糖嵌段帶有保護基的響應(yīng)性聚合物囊泡,并研究了水相體系中脫保護反應(yīng)引發(fā)的形貌轉(zhuǎn)變和免疫激活,展示了脫保護反應(yīng)在生物體系環(huán)境中的應(yīng)用價值。該聚合物囊泡以PEG為殼,帶有乙酰基保護的糖嵌段為囊泡壁。水溶液體系中囊泡的原位脫保護帶來含糖嵌段親疏水性的巨大轉(zhuǎn)變,囊泡由此向膠束、復(fù)合膠束、片層等形貌轉(zhuǎn)變。重要的是,他們發(fā)現(xiàn)脂肪酶可以代替化學試劑成功引發(fā)囊泡脫保護及形貌轉(zhuǎn)變,該過程還伴隨著所負載分子的有效釋放。由此,由于細胞的溶酶體中含有大量脂酶,他們發(fā)現(xiàn),當包載有抗原的糖聚合物囊泡被樹突狀細胞(DC)攝取后,在溶酶體自身脂酶的作用下,囊泡在溶酶體中實現(xiàn)了細胞內(nèi)的酶促脫保護和形貌轉(zhuǎn)變。這時,暴露的模型糖分子(半乳糖)和形貌轉(zhuǎn)變過程中所釋放的抗原蛋白質(zhì)協(xié)同作用,促進了DC的成熟并顯著提升了其對T細胞抗原提呈的效率,促進了T細胞的特異性激活,顯示了其抗原遞送和免疫佐劑的雙重功能。該囊泡以具有良好生物相容性的PEG為殼,同時對糖的預(yù)保護避免了到達溶酶體前不必要的免疫激活。由于乙;堑鞍踪|(zhì)的一種常見翻譯后修飾,更加提升了該方法的生物相容性,使得這種新穎的響應(yīng)性糖聚合物囊泡有望在免疫治療中發(fā)揮作用。
以上相關(guān)成果發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.上,復(fù)旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室為第一單位,高分子科學系博士生齊文靜為第一作者,陳國頌教授為通訊作者。上述研究得到了國家自然科學基金委的資助。
詳見原文:Wenjing Qi, Yufei Zhang, Jue Wang, Guoqing Tao, Libin Wu, Zdravko Kochovski, Hongjian Gao, Guosong Chen*, Ming Jiang, Deprotection-induced morphology transition and immuno-activation of glyco-vesicles: a strategy of smart delivery polymersomes
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