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  生物大分子自組裝成纖維狀納米結(jié)構(gòu)是原核生物和真核生物機(jī)體內(nèi)普遍存在的一個生理過程，對細(xì)胞的生命活動至關(guān)重要。由于形態(tài)獨(dú)特和結(jié)構(gòu)有序、以及具有良好的生物降解性和較低的免疫原性，多肽已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一顆新星，廣泛應(yīng)用于多功能納米載體的設(shè)計(jì)中，在抑制腫瘤進(jìn)展方面顯示出巨大的潛力。然而，目前報道的自組裝多肽纖維用于生物醫(yī)藥研究存在以下兩方面的問題：1）多肽納米纖維溶解性普遍較差，無法實(shí)現(xiàn)直接靜脈給藥；2）體內(nèi)生理?xiàng)l件復(fù)雜多變，自組裝的多肽結(jié)構(gòu)單元在特定靶標(biāo)部位自組裝形成納米結(jié)構(gòu)的過程不可控。因此，提高納米纖維的溶解度以及增強(qiáng)納米纖維自組裝的腫瘤微環(huán)境響應(yīng)性是目前亟需解決的一大難題。

  基于多肽FFKY結(jié)構(gòu)，通過PEG修飾得到一種具有細(xì)胞內(nèi)還原型谷胱甘肽（GSH）響應(yīng)的多肽納米給藥系統(tǒng)（PEG-TGA-NapFFKY），并包載化療藥物阿霉素，可在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)從三維膠束向一維納米纖維的重組過程，從而發(fā)揮協(xié)同化療的作用（圖1）。

圖1. 腫瘤細(xì)胞中GSH響應(yīng)性PEG-TGA-NapFFKY多肽納米制劑從三維膠束到一維納米纖維的重組示意圖。（i）TGA提供的二硫鍵發(fā)生細(xì)胞內(nèi)高GSH水平響應(yīng)性斷裂。（ii）DOX從膠束中釋放后作用于細(xì)胞核。（iii）游離多肽單元在細(xì)胞內(nèi)形成自組裝的納米纖維，發(fā)揮協(xié)同化療作用。

  該納米制劑具有良好的溶解性，形成的球形膠束粒徑為192nm，電位接近中性，載藥量可達(dá)4.6%，具有良好的分散性。同時，在不同水平均表現(xiàn)出良好的GSH響應(yīng)性降解及自組裝形成納米纖維的能力；且形成的納米纖維剛性較強(qiáng)，長度可達(dá)2μm左右，呈致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。作者首先從細(xì)胞水平上驗(yàn)證了自組裝的多肽納米纖維能夠與阿霉素發(fā)揮良好的協(xié)同化療作用，隨后作者對其協(xié)同化療作用的機(jī)制進(jìn)行初步探索，通過對細(xì)胞表面形態(tài)、細(xì)胞骨架以及細(xì)胞因子等方面的研究，結(jié)果如圖2所示，納米纖維由于具有一定剛性，能夠?qū)δ[瘤細(xì)胞細(xì)胞表面形態(tài)、空間結(jié)構(gòu)、鈣離子等相關(guān)細(xì)胞因子水平產(chǎn)生較為顯著的影響，從而抑制腫瘤細(xì)胞活性。

圖2. PEG-TGA-NapFFKY多肽納米制劑協(xié)同化療作用的機(jī)制研究。A.腫瘤細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)形態(tài)變化；B. 腫瘤細(xì)胞骨架變化；C. 腫瘤細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度變化。

  基于良好的體外研究成果，作者進(jìn)行了一系列的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示，證實(shí)PEG-TGA-NapFFKY多肽納米制劑能夠充分借助EPR效應(yīng)靶向腫瘤組織，且與化療藥物阿霉素發(fā)揮出理想的協(xié)同抗腫瘤效果。同時，腫瘤組織切片中清晰可見的自組裝納米纖維進(jìn)一步表明多肽制劑在體內(nèi)具備良好的GSH響應(yīng)性降解以及自組裝形成納米纖維的能力，與體外一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。這項(xiàng)工作將為新型細(xì)胞內(nèi)酶響應(yīng)性藥物遞送系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，以及從三維膠束到一維納米纖維重組的研究，提供新的思路。

圖3. PEG-TGA-NapFFKY多肽納米制劑的體內(nèi)分布及抗腫瘤效果。A. 活體熒光分布；B. 體內(nèi)抑瘤曲線；C. 腫瘤組織切片; D. TUNEL染色。

  相關(guān)成果以名為《Intracellular Restructured Reduced Glutathione-Responsive Peptide Nanofibers for Synergetic Tumor Chemotherapy》發(fā)表在Biomacromolecules（Biomacromolecules 2020 21 (2), 444-453）。論文第一作者為浙江大學(xué)藥學(xué)院碩士生郭望葳，通訊作者為浙江大學(xué)藥學(xué)院韓旻副教授和高建青教授。該項(xiàng)研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（81673022，81572952, 81373346）等支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.biomac.9b01202