细胞穿透肽设计及肿瘤靶向治疗

细胞穿透肽是近年来发现的具有穿透生物膜功能,并能介导大分子物质跨膜转导的一类小分子短肽。该肽段以其转导效率高,速度快,生物活性好,对细胞损害小等特点,成为药物导向治疗方法研究领域的热点。肿瘤靶向治疗的一个局限性是不能使药物有效地进入肿瘤细胞内,极大地降低了肿瘤靶向药物治疗的疗效。因此,如何使抗癌药物特定输送至肿瘤细胞群是当前亟需研究设计的课题,本文就特异性靶向穿膜肽在肿瘤靶向治疗方面的设计、应用作一综述。     

核衣壳蛋白VP39融合TAT转导肽对杆状病毒转导哺乳动物细胞的影响

为了提高昆虫杆状病毒在哺乳动物细胞中转导基因的效率,构建了重组杆状病毒AcRed-tat和AcRed。两者都能在哺乳动物细胞内表达红色荧光蛋白作为报告基因。同时,AcRed-tat带有HIV-1Tat转导肽、病毒主要衣壳蛋白基因vp39及增强型绿色荧光蛋白(egfp)三者的融合基因,并由杆状病毒多角体启动子表达,能够在昆虫细胞中表达该Tat融合蛋白,并掺入子代病毒粒子。而AcRed作为相应的对照病毒,带有多角体启动子表达vp39和egfp的融合基因。2株病毒分别转导哺乳动物细胞后,利用流式细胞仪检测报告基因的表达水平,发现在CHO和Vero细胞中AcRed-Tat介导的报告基因表达水平明显高于AcRed,而在HEK293细胞中2株病毒介导的报告基因表达水平差异不显著。结果表明Tat转导肽可以提高杆状病毒对一部分哺乳动物细胞的转导效率,为改进杆状病毒-哺乳动物细胞转导载体提供了新的思路。     

细胞穿透肽:一种新型非病毒载体

细胞膜的选择通透性对维持细胞内环境的稳定起着非常重要的作用,但细胞膜的这种特性限制了一些生物大分子和药物进入细胞内,不利于对一些细胞内疾病的诊断和药物靶向治疗的应用。如何将一些具有诊断和治疗潜力的生物大分子、药物通过细胞膜进入细胞内一直是医学界研究的热点和难点。细胞穿透肽是一类能够携带多肽、蛋白质、核酸、纳米颗粒、病毒颗粒及药物等穿过细胞膜进入细胞,导致完整载物内化的短肽,为生物大分子和药物进入细胞内部提供了有力的运载工具,其作为载体具有的高转导效率和低毒性特点,已经得到了广泛关注和大量研究。目前,细胞穿透肽作为生物分子和药物细胞内化的运载体已经在荧光成像,肿瘤治疗,抗炎治疗及药物靶向治疗中发挥了潜在的诊断和治疗作用,显示出其诱人的应用前景。     

超正电荷绿荧光蛋白+36GFP作为核酸载体的细胞穿透性分析

旨在通过原核表达纯化超正电荷绿色荧光蛋白+36GFP,研究其与核酸的结合作用及作为核酸载体的细胞转导功能。将pET+36GFP-HA2质粒转化到大肠杆菌BL21(DE3)菌株中,然后表达纯化+36GFP蛋白。将得到的目的蛋白在特定浓度下分别转导293细胞、HepG2细胞、A549细胞和B16细胞,流式细胞仪检测+36GFP的转导效率;+36GFP蛋白(100 nmol/L)转导A549细胞,激光共聚焦显微镜观察结果;将+36GFP蛋白与质粒DNA按不同比例孵育,凝胶阻滞实验检测+36GFP与DNA的结合能力;激光共聚焦显微镜和流式细胞仪检测+36GFP蛋白携带质粒DNA转导细胞后报告基因的表达。结果显示,+36GFP蛋白具有较高的细胞转导效率,且随浓度升高转导效率增加,呈浓度依赖性。凝胶阻滞实验显示,+36GFP能够与质粒DNA结合,阻滞DNA在凝胶中迁移,且呈现一定的浓度依赖性。+36GFP包裹质粒转导细胞后,可高效携带质粒DNA转导进入细胞,使质粒报告基因得到表达。本研究成功表达纯化了+36GFP蛋白,证实该蛋白具有较高的细胞转导效率,可将外源核酸携带入细胞使外源基因得到表达。     

带Tat标记质粒载体的构建及其转导融合蛋白进入细胞的研究

采用点突变技术构建了带 6×His、Tat和Flag多个标记的pET HTF的质粒载体 ,利用基因重组技术构建pET HTF EGFP融合蛋白载体 .酶切和DNA测序证明 ,所构建的pET HTF和pET HTF EGFP载体正确 .BL2 1(DE3)表达融合蛋白 ,用Ni2 + 分离柱纯化His Tat Flag EGFP蛋白 ,并加入培养的NIH3T3细胞 .荧光显微镜观察显示 ,His Tat Flag EGFP融合蛋白进入细胞 .带His、Tat和Flag标记的质粒载体pET 14b HTF表达的融合蛋白能够进入细胞 ,该载体为进行蛋白质功能研究和基因治疗研究提供了一个重要工具     

TAT蛋白转导域：蛋白质治疗的新曙光

TAT蛋白转导域是源自人类免疫缺陷病毒Tat蛋白的一段碱性氨基酸多肽,能够将与之共价连接的多肽、蛋白、核酸等生物大分子快速而高效地转导入细胞内部,在药物转运和疾病治疗等领域有着巨大的应用潜力.TAT蛋白转导域首先通过电荷相互作用吸附于细胞膜,然后通过脂筏介导的巨胞饮作用进入细胞.随着体外研究的不断成熟,应用TAT蛋白转导域治疗人类肿瘤、卒中、炎症等疾病的动物模型也获得了成功,TAT蛋白转导域进入临床指日可待.     

聚乙烯亚胺包裹小环DNA形成的纳米颗粒传输外源基因的性质表征

聚乙烯亚胺(PEI)是一种具有良好生物安全性和生物相容性的非病毒载体,能高效转染肿瘤细胞。小环DNA是一种去除质粒细菌骨架,只含有目的基因表达框的环状DNA分子。与普通质粒相比,小环DNA具有表达效率高、持续时间长的优势。使用PEI包裹携带报告基因gfp和抑癌基因pten小环DNA载体,并利用各种技术手段分析了该传输系统的理化性质和生物学效应。凝胶阻滞实验、电镜实验及MTT实验分析结果表明利用PEI包裹小环DNA和质粒DNA体系性质无显著的差别,并且2种复合物对细胞毒性亦无明显差别;但是动态光散射实验结果显示由于PEI可以包裹更多数量的小环DNA,所以PEI包裹小环DNA形成的复合物粒径要略大于包裹质粒DNA形成的复合物粒径。荧光显微镜实验、real-time PCR分析和Western blotting分析结果表明,PEI包裹小环DNA形成的复合物对细胞的转染效率要远远高于PEI包裹质粒DNA所形成的复合物,并且小环所携带的外源基因的表达效率要远远高于质粒DNA所携带的外源基因的表达效率。实验结果表明,PEI包裹小环DNA形成的纳米颗粒在细胞转染过程中具有很高的表达效率,这一研究结果为PEI包裹小环DNA的非病毒载体系统在传输外源基因过程中的应用提供理论基础和技术支持。     

穿膜肽的结构特点和穿膜机制

穿膜肽（penetratin）是果蝇的触角足同源异形域的DNA结合结构域第三个片段的商品名,由16个氨基酸残基组成,它可以介导多种疏水大分子进入活体细胞质内而不破坏细胞膜的完整性;其最大的特点是可以介导多种大分子进入细胞内,并且无需外源能量,分子作为整体插入细胞内,穿膜过程不需解折叠。该发现开辟了药物进入细胞的新的介导途径。该文介绍穿膜肽的结构特点、穿膜机制、应用及局限性。     

综述: 细胞穿透肽及其结构改造在siRNA传递中的应用

小RNA药物应用于临床的主要技术瓶颈在于如何高效、低毒地将小RNA分子传递到它发挥功能的场所．基于细胞穿透肽在小RNA透皮给药的临床应用中所取得的进展,本文系统评述了近年来细胞穿透肽在小RNA的体内、体外传递方面的研究动态,分析了细胞穿透肽的结构改造对肽/小RNA复合物转染进入细胞发挥功能的影响,展望了细胞穿透肽作为小RNA的体内药物传递载体的发展方向．     

低压脉冲电泳介导的外源基因转化部分酶解的水稻小细胞团

开发了一类新型的低压脉冲电泳法介导外源基因进入水稻细胞的转化系统。本系统以水稻部分酶解小细胞团为受体，采用低压脉冲电泳推动质核DNA进入水稻细胞。以报告基因GUS酶活性为指标，借以测定转化了的水稻细胞。最佳的组合处理可以获得8．2％的转化频率，文中对低压脉冲电泳转移外源基因的条件亦作了讨论。     

HBx-EGFP-TLM融合蛋白表达载体的构建、蛋白表达纯化及活性检测

乙型肝炎病毒X蛋白 (HBx) 具有广泛的转录激活作用,但是由于细胞类型和实验条件的差异,外源启动子介导的HBx瞬时表达水平常表现出不均一性,为其功能的研究带来困难。为了解决HBx研究过程中遇到的这些难题,利用PCR扩增获得HBx及含转导肽TLM的EGFP编码序列,经酶切后插入pGEX-4T-1原核表达载体,成功构建重组质粒pGEX-HBx-EGFP-TLM和pGEX-EGFP-TLM。重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3) 感受态细胞,融合蛋白经IPTG诱导表达,采用?KTATM Purifier 蛋白纯化系统纯化并进行SDS-PAGE和Western blotting分析,确定为目的蛋白。将纯化后的融合蛋白分别与AML12和SMMC-7721细胞共孵育,Western blotting和激光共聚焦显微镜检测证实TLM转导肽能够介导HBx-EGFP和EGFP进入细胞,同时进入细胞的HBx-EGFP-TLM能够发挥转录激活活性,为HBx功能的深入研究奠定了基础。     

低压脉冲电泳介导的外源基因转化部分酶解的水稻小细胞团

开发了一类新型的低压脉冲电泳法介导外源基因进入水稻细胞的转化系统。本系统以水稻部分酶解小细胞团为受体,采用低压脉冲电泳推动质核DNA进入水稻细胞。以报告基因GUS酶活性为指标,借以测定转化了的水稻细胞。最佳的组合处理可以获得8.2％的转化频率。文中对低压脉冲电泳转移外源基因的条件亦作了讨论。     

可磷酸化短肽偶联壳聚糖促进CS/DNA转染效率

合成基序为LLLRRRDNEY*FY*VRRLL的短肽(pSP),其中含有两个可被JaK2蛋白激酶磷酸化的酪氨酸残基.将此短肽与壳聚糖(CS)相偶联,体外磷酸化及DNA释放实验检测哺乳动物细胞裂解液对短肽的磷酸化及pSP-CS/DNA复合物中DNA释放的影响.放射性标记DNA转移实验验证pSP-CS/DNA复合物的入胞能力后,将荷荧光素酶或GFP报告基因的质粒与pSP-CS制成pSP-CS/DNA复合物,转染体外培养的C2C12小鼠成肌细胞,观察GFP的分布及细胞裂解液中的荧光素酶活性以表征转染效率.继而进行多种细胞系的转染,衡量pSP偶联的壳聚糖对不同种属细胞的转染效率.结果表明,哺乳动物细胞裂解液可有效地使短肽发生磷酸化,并藉此促进DNA与壳聚糖载体的解离.以pSP修饰的壳聚糖进行转染时,细胞裂解液的荧光素酶活性可达普通壳聚糖转染的两倍,细胞中GFP的含量也明显增加.据此推论,短肽被磷酸化后产生电荷属性的改变,促进DNA与壳聚糖载体的解离从而显著提高壳聚糖的转染效率.     

用微弹轰击法将GUS基因导入小麦的完整细胞

微弹轰击法将外源DNA导入小麦(Triticum,aestivum)未成熟胚和悬浮细胞系的完整细胞。用pCI GUS作报告基因,质粒DNA涂于钨粉微弹表层,用基因枪轰击使微弹穿透细胞壁进入小麦细胞。处理2天后,用x—glucuronide染色,对GUS基因产物的活性进行鉴定,GUS基因表达的细胞呈深蓝色的小点。小麦幼胚表面的蓝点最多可达40～50个,悬浮细胞系中GUS基因表达的细胞较少。试验表明微弹轰击法是小麦组织水平上进行外源基因导入的一个有效途径。试验对微弹轰击的有关参数及条件进行了讨论。     

CTP-BCR-ABL抗原肽负载树突状细胞体外致敏T淋巴细胞靶向杀伤CML细胞

BCR-ABL为慢性髓细胞白血病特异胞质抗原,为良好的免疫治疗靶标.该研究选择BCR-ABL融合位点的两段抗原肽SSKALQRPV(SS)、GFKQSSKAL(GF)为靶点,与胞质转导肽融合表达,负载小鼠骨髓源性树突状细胞.在胞质转导肽介导下,SS、GF短肽进入树突状细胞并定位于内质网,具备了被树突状细胞识别为内源性抗...     

蛋白转导域透膜作用的研究进展

HIV-TAT蛋白转导域（Protein transduction domain,,PTD）是新近发现的一种在蛋白转导过程中能高效穿过生物膜的结构域,源自人类免疫缺陷病毒Tat蛋白的一段碱性氨基酸多肽,能与多肽、蛋白质及DNA等分子连接并跨膜导入绝大部分的组织细胞或透过血脑屏障,转导效率高且对细胞无损伤。TAT-PTD与细胞膜之间的电荷作用,吸附于膜表面,依赖脂筏介导的巨胞饮作用进入细胞。TAT融合蛋白系统是一种极有价值的运载工具,在基础医学研究和临床治疗方面有着广泛的应用前景。     

应用PAMAM dendrimers作为DNA运送载体的体外研究

Starburst^TM PAMAM dendrimers分子是一类新型的高分枝、辐射状对称的树状高分子,在生理条件下其表面具有高密度的正电荷,可以通过静电相互作用与核酸形成复合物后,介导遗传物质进入细胞.研究了G3, G3.5, G5, G7, G7.5, G9各代dendrimers分子与DNA结合后介导其转染细胞的能力,并初步评价这种复合物转染对细胞活力的影响.实验证实,全代的PAMAM dendrmers皆可与DNA结合,并可在体外培养的细胞中介导高效的DNA转染.PAMAM dendrimer/DNA复合物很稳定,在较大的pH值变化范围内(pH 2～10)不解离.PAMAM dendrimers可保护与之复合的DNA分子免受限制性内切酶的降解.在一定的电荷比范围内,高代数的dendrimers分子与DNA形成的复合物对培养细胞的转染效率高于低代数dendrimer分子,复合物所介导的转染效率在不同的细胞系之间也有差异.在有效作用浓度范围内（≤1.3×10^-1 g/L）,PAMAM dendrimers/DNA复合物对被转染细胞无毒性.但是,未与DNA复合的dendrimers分子在较低浓度时则表现出毒性,表明Starburst^TM PAMAM dendrimers分子可作为新型的低毒非病毒DNA载体,用于介导DNA对体外培养细胞的转染. 这些前期观察,为将纳米级高分子聚合物dendrimers分子作为基因转运载体应用于体内提供了初步的实验依据.     

大肠杆菌Tat转运酶的研究进展

TatA、TatB和TatC是大肠杆菌Tat转运酶的组成成分.研究表明各Tat蛋白具有不同的功能区域, TatA和TatB蛋白功能重要的位点位于N末端的穿膜片断、其后的双极性α-螺旋和铰链区.TatC的序列保守性低,N末端穿膜片断和位于胞质内的第一环区对转运是必需的.Tat转运酶各成分相互结合成复合物形式并相互依赖.TatA在细胞中高表达并自身聚合形成数量不等的同聚物,具有稳定TatBC复合物的作用,TatB有稳定TatC的功能,TatB和TatC两者结合形成二聚体.实验表明,TatA复合物形成转运通道,TatBC复合物通过TatC蛋白识别底物的信号肽并与底物结合, 再在TatB介导下与TatA复合物结合形成具有活性的转运酶.     

脂质体介导法转染肿瘤细胞效率的优化

目的:研究优化影响脂质体转染效率的因素,以提高脂质体转染效率,为相关研究和应用提供参考.方法:以绿色荧光蛋白(GFP)作为报告基因,采用脂质体Lipofectamine 2000包裹pU6H1-GFP-FAK重组质粒转染Caco-2细胞,研究了细胞接种密度、DNA用量、脂质体与DNA的比例、脂质体-DNA复合物的形成时间、细胞与脂质体复合物的孵育时间、血清的有无及细胞的传代次数等因素对脂质体转染效率的影响.结果:2-5次细胞传代,2×105接种密度、4μg DNA用量、2.5:1的脂质体与DNA比例、30min脂质体-DNA复合物形成时间以及6h细胞与复合物孵育时间,转染效率最高.血清在本实验室条件下并不影响转染效率.结论:实验获得的优化条件可以明显提高脂质体对肿瘤细胞的转染效率,可作为有关研究或应用的参考.     

细胞穿透肽在肿瘤治疗中的应用

随着人类对基因组信息解读的不断深入,越来越多的生物大分子作为候选药物进入生物治疗领域。但细胞表面的脂质双层膜具有选择通透性,这种天然屏障作用在保护细胞的同时也限制了绝大多数生物大分子进入细胞内部发挥治疗效应。目前流行的入胞转运方式如电穿孔、脂质体转染等均存在对细胞的额外毒副作用,且作用范围局限于体外实验。细胞穿透肽是一类以非受体依赖方式,非经典内吞方式直接穿过细胞膜进入细胞的多肽。它们可以与多种生物活性物质连接并携带其进入细胞,这一特性为它们成为理想的药物载体提供了可能。本文对使用细胞穿透肽作为载体转运具有抗癌作用的生物大分子进入细胞的抗癌实验予以介绍。