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納米中心王磊/北科大曹暉/上海交大胡穎Biomaterials：類抗體的多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)抑制新生血管生成
2021-06-08  來源：高分子科技
關(guān)鍵詞：類抗體 多肽

  多肽材料用于生物相容性，安全性高受到了人們的廣泛關(guān)注，并被應(yīng)用于各種疾病的診療。近日，國(guó)家納米科學(xué)中心的王磊研究員，北京科技大學(xué)的曹暉教授，上海交通大學(xué)附屬第六醫(yī)院的胡穎副主任醫(yī)師合作設(shè)計(jì)了一種類抗體的多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并將其用于抑制新生血管生成。


  脈絡(luò)膜新生血管是一種在老年人群中多發(fā)的疾病，其主要特征為新生血管內(nèi)皮細(xì)胞的異常增殖和遷移。這種疾病會(huì)導(dǎo)致視力減退，失明等多種癥狀。針對(duì)這種新生血管的治療，通常使用的是針對(duì)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子VEGF的單克隆抗體，如貝伐單抗等。然而這些單抗類藥物的作用靶點(diǎn)單一，同時(shí)對(duì)部分患者無效。因此迫切需要新機(jī)制，新靶點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)對(duì)新生血管的有效治療。


  國(guó)家納米科學(xué)中心團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了以神經(jīng)菌毛素為靶點(diǎn)，纖維化結(jié)合受體為機(jī)制的類抗體的多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其有效的抑制新生血管生成。這種多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以通過其在納米顆粒狀態(tài)下與神經(jīng)菌毛素結(jié)合誘導(dǎo)下獲得。溶液層面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，多肽網(wǎng)絡(luò)可以在加入神經(jīng)菌毛素5天內(nèi)形成，形成的多肽網(wǎng)絡(luò)具有β-折疊結(jié)構(gòu)。在細(xì)胞層面，多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以在與神經(jīng)菌毛素過表達(dá)的血管內(nèi)皮細(xì)胞共孵育4小時(shí)內(nèi)形成，形成的纖維結(jié)構(gòu)可以有效的覆蓋在細(xì)胞表面，并在不影響細(xì)胞存活率的情況下抑制細(xì)胞遷移。


圖1. 類抗體的多肽網(wǎng)絡(luò)材料的結(jié)構(gòu)及其抗新生血管的機(jī)制。圖片來源：Biomaterials


  在活體層面，這種多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以在病灶部位滯留長(zhǎng)達(dá)4天。同時(shí)，由于多肽網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，導(dǎo)致神經(jīng)菌毛素?zé)o法被其特異性抗體結(jié)合，即多肽材料結(jié)合神經(jīng)菌毛素后可以抑制其他配體與其的結(jié)合。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這種多肽材料可以在更低的劑量下實(shí)現(xiàn)與商品化藥物貝伐單抗相當(dāng)?shù)目剐律苤委熜Ч?/strong>（多肽材料0.26 μg/Kg VS 貝伐單抗23.5 μg/Kg）。這一結(jié)果表明，這種多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以用于脈絡(luò)膜新生血管的治療。相比于傳統(tǒng)的單抗類藥物，這種多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以靶向到細(xì)胞膜表面，抑制VEGF等配體與受體的結(jié)合。這一機(jī)制可以有效避免單抗類藥物靶點(diǎn)單一的缺陷。另外，這一策略也具有應(yīng)用于其他新生血管相關(guān)疾病治療的潛力。


圖2. 類抗體的多肽網(wǎng)絡(luò)材料抑制脈絡(luò)膜新生血管生成的免疫組化、免疫熒光效果圖及對(duì)應(yīng)量化數(shù)據(jù)。圖片來源：Biomaterials


  這一成果近期發(fā)表在Biomaterials上，文章的共同第一作者是國(guó)家納米科學(xué)中心和北京科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生張擴(kuò)，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士張輝，北京科技大學(xué)碩士研究生鄒嘯然。


  論文信息：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961221002568

  An antibody-like peptidic network for anti-angiogenesis

  Kuo Zhang#, Hui Zhang#, Xiao-Ran Zou#, Ying Hu*, Da-Yong Hou, Jia-Qi Fan, Chao Yang, Zi-Ming Chen, Shi-Fang Wen, Hui Cao*, Pei-Pei Yang and Lei Wang*.

  Biomaterials 2018, 275, 120900, DOI: 10.1016/j.biomaterials.2021.120900


第一作者簡(jiǎn)介

  張擴(kuò)，國(guó)家納米科學(xué)中心和北京科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生。研究方向?yàn)槎嚯牟牧显诖碳ろ憫?yīng)下的形變機(jī)制及其在體內(nèi)仿生的應(yīng)用研究。以第一作者（含共同第一作者）身份在SCI刊物Sci. Adv., ACS Nano, Adv. Healthcare Mater., Chin. Chem. Lett.等雜志上發(fā)表論文5篇。作為主要參與人參與了國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金，面上項(xiàng)目等。


  張輝，上海交通大學(xué)眼科博士。研究方向?yàn)樘悄虿⌒砸暰W(wǎng)膜病變中外屏障功能損傷的機(jī)制研究及仿生納米多肽生物材料在眼科疾病中的應(yīng)用研究。以主要作者在SCI刊物如J Diabetes Complicat., J Diabetes Res.等雜志發(fā)表論文3篇，作為主要參與人參與了國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金，面上項(xiàng)目等。


  鄒嘯然，北京科技大學(xué)碩士研究生。研究方向?yàn)榉律锺v極體的構(gòu)建。作為主要參與人參與了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目。 


通訊作者簡(jiǎn)介

王磊博士簡(jiǎn)介


  王磊，國(guó)家納米科學(xué)中心研究員。近年來主要集中在納米多肽過程仿生生物醫(yī)用材料的制備及其在重大疾病的診療中的應(yīng)用研究。以主要作者先后在國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物如Nature Nanotech., Sci. Adv., Nat. Commun., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., 等雜志上發(fā)表論文80余篇，參編專著2部。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金、面上項(xiàng)目；作為承擔(dān)單位負(fù)責(zé)人和研究骨干等承擔(dān)參與國(guó)家自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目、北京市生命科學(xué)領(lǐng)域前沿技術(shù)培育專項(xiàng)等科研項(xiàng)目。


曹暉博士簡(jiǎn)介


  曹暉，北京科技大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。近年來主要從事寬波段光屏蔽薄膜材料、液晶光取向材料、聚合物分散液晶材料、納米/液晶復(fù)合材料、鋰離子動(dòng)力電池用高安全性隔膜材料等的研究。近5年以主要作者身份在國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物如ACS Nano, J. Mater. Chem. C, Dyes Pigm., Liq. Cryst., 等雜志上發(fā)表論文60余篇。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金、面上項(xiàng)目等。


胡穎博士簡(jiǎn)介


  胡穎，上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院副主任醫(yī)師，眼科屈光及視光部負(fù)責(zé)人，F(xiàn)任中華醫(yī)學(xué)會(huì)上海分會(huì)眼科學(xué)會(huì)委員、上海激光醫(yī)學(xué)分會(huì)眼科學(xué)組委員、上海中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)眼科分會(huì)委員、國(guó)際隱形眼鏡協(xié)會(huì)會(huì)員、上海市浦東新區(qū)醫(yī)學(xué)會(huì)眼科專委會(huì)副主任。擅長(zhǎng)成人屈光不正的診治，各種復(fù)雜斜視和復(fù)視的治療，兒童弱視的綜合治療，低視力的康復(fù)治療，青少年近視的控制，醫(yī)學(xué)驗(yàn)光和雙眼視覺檢查，圓錐角膜等特殊隱形眼鏡的驗(yàn)配。

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