80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

  同濟(jì)大學(xué)杜建忠教授提出了高效包載蛋白和核酸的高分子囊泡構(gòu)建原理：“酸誘導(dǎo)吸附”（Acid-induced adsorption, AIA）和“親和強(qiáng)化吸引”（Affinity-enhanced attraction, AEA）（圖 1、圖 2）。

  如何利用載體安全有效地遞送生物大分子，是蛋白療法、組織修復(fù)、基因編輯等生物醫(yī)用領(lǐng)域的一個核心問題。然而傳統(tǒng)載體往往帶正電荷，體循環(huán)時間較短且存在安全問題。雖然非陽離子載體可以避免這個問題，但是包載效率較低。高分子囊泡可將大分子包載在空腔中，安全性好，但長期以來同樣面臨包載效率較低的難題。因此，如何構(gòu)建高效包載生物大分子的非陽離子型高分子囊泡是一個重要的挑戰(zhàn)，需要從理論創(chuàng)新方面來解決問題。

  杜建忠教授團(tuán)隊長期以來一直從事高分子囊泡包載生物大分子的研究【“人工核膜”囊泡（ACS Nano 2014, 8, 5022）；“以糖控糖”囊泡（JACS 2017, 139, 7640）；“雙門控”囊泡（Nano Lett. 2018, 18, 5562）】。他們猜想，要實(shí)現(xiàn)生物大分子的高效包載，核心在于調(diào)控囊泡與生物大分子之間的相互作用。在溶液中，生物大分子通過被動擴(kuò)散靠近囊泡。通常情況下，由于二者之間的相互作用較弱，大多數(shù)大分子會離開囊泡。而當(dāng)二者之間的吸引作用較強(qiáng)時，就可以將大多數(shù)大分子吸附在囊泡膜上，實(shí)現(xiàn)大分子捕獲，即“穩(wěn)定包載”。根據(jù)該猜想，他們提出了AIA和AEA原理以高效包載蛋白和核酸。

  他們設(shè)計了一種新的高分子囊泡以驗證上述原理。實(shí)驗表明，通過AIA使血紅蛋白包載率達(dá)到了79%，通過AEA使RNA和質(zhì)粒DNA包載率分別達(dá)到了85%和75%。這些結(jié)果均大大高于普通的高分子囊泡的包載效率（一般小于20%），主要是因為AIA和AEA的 “主動包載”作用（圖 1）。

圖 1. 高效包載蛋白和核酸的原理：酸誘導(dǎo)吸附（AIA）和親和強(qiáng)化吸引（AEA） 

  AIA：蛋白溶于水產(chǎn)生的質(zhì)子可以被三唑基團(tuán)中氮原子的孤對電子吸引，進(jìn)而催化囊泡膜層的酯鍵斷裂，所形成的羧基和羥基可以通過靜電作用或氫鍵作用吸附蛋白分子，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)蛋白的高效包載(圖 2)。

  AEA：高分子側(cè)鏈上的三唑基團(tuán)和肉桂酸酯基團(tuán)可以通過“π–陰離子作用”和“π–π堆疊”吸引帶負(fù)電且富含π電子的核酸分子。另外，高分子側(cè)鏈與核酸的重復(fù)單元有一定的結(jié)構(gòu)相似性，進(jìn)一步加強(qiáng)了二者之間的吸引作用。這些因素都有利于核酸的高效包載。

圖 2. 囊泡通過（I）AIA和（II）AEA分別包載蛋白和核酸的示意圖

  在包載編碼有綠色熒光蛋白基因的質(zhì)粒后，囊泡可以將質(zhì)粒高效遞送至細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行表達(dá)。激光共聚焦測試表明，AEA不影響大分子的胞內(nèi)釋放與表達(dá)，與對照組（純質(zhì)粒組）相比，熒光強(qiáng)度提高兩倍以上（圖 3）。進(jìn)一步實(shí)驗證實(shí)，包載質(zhì)粒的囊泡對于人肝癌細(xì)胞（HepG2）的轉(zhuǎn)染效率在95%以上（72小時）。由此可知，AEA在基因遞送領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。

圖 3. 包載pEGFP-N1質(zhì)粒的囊泡有效實(shí)現(xiàn)了基因遞送和表達(dá)（綠色：熒光蛋白；藍(lán)色：細(xì)胞核；比例尺：20微米）

  AIA原理可以擴(kuò)展到具備如下幾個特點(diǎn)的載體體系：1）體系中有質(zhì)子源以催化高分子鏈中酸敏感鍵的降解；2）載體中包含具有孤對電子且均勻分布的助催化劑，用于質(zhì)子的傳遞和分散；3）載體膜中具有酸敏感的化學(xué)鍵，在斷裂后暴露出的基團(tuán)，能夠與“貨物”分子產(chǎn)生氫鍵或靜電作用。

  AEA原理適用于具備以下任一特點(diǎn)的載體體系：1）載體的膜結(jié)構(gòu)包含對“貨物”分子中的富電子基團(tuán)或帶負(fù)電荷基團(tuán)具有親和作用的基團(tuán)；2）載體的膜結(jié)構(gòu)中有富含π電子的基團(tuán)，可以促進(jìn)載體膜與“貨物”分子之間產(chǎn)生“π–π堆疊”作用。另外，當(dāng)聚合物中含有與大分子“貨物”重復(fù)單元相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)時，AEA效應(yīng)可以進(jìn)一步增強(qiáng)。因此，可將AIA、AEA推廣到其他領(lǐng)域。

  該成果以“Two Principles for Polymersomes with Ultrahigh Biomacromolecular Loading Efficiencies: Acid-Induced Adsorption and Affinity-Enhanced Attraction”為題發(fā)表(Macromolecules 2020, DOI: 10.1021/acs.macromol.0c00252)。同濟(jì)大學(xué)博士生陳帥為論文的第一作者，河北大學(xué)秦江雷副教授為第二作者，同濟(jì)大學(xué)杜建忠教授為通訊作者。該研究得到國家杰出青年科學(xué)基金（21925505）資助。

  論文原文：

  Chen, S.; Qin, J. L.; Du, J. Z.* Two Principles for Polymersomes with Ultrahigh Biomacromolecular Loading Efficiencies: Acid-Induced Adsorption and Affinity-Enhanced Attraction. Macromolecules 2020, DOI: 10.1021/acs.macromol.0c00252.

  https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.0c00252

  杜建忠教授課題組主頁：https://jzdu.#edu.cn/