自组装在多肽药物中的应用

自组装是指分子、纳米级结构材料等基本单元自发地组装成一个稳定而又紧密结构的过程。多肽可在各种非共价驱动力下自组装形成纳米纤维、纳米层状结构、胶束等不同的形貌。因多肽具有氨基酸序列明确、易于合成、便于设计等优势,多肽自组装技术成为了近年来的一个研究热点。有研究表明,对某些多肽类药物进行自组装设计或者使用自组装肽材料作为药物递送的载体,可以解决药物自身存在的半衰期短、水溶性差、生理屏障穿透率低等问题。本文重点介绍了自组装多肽的形成机制、自组装形貌、影响因素、自组装设计方法及其在生物医学领域的主要应用,为多肽的高效利用提供参考。     

RADA-16的研究进展

自组装多肽RADA-16(RADARADARADARADA)是化学合成的一种纳米材料,最早是麻省理工学院的张曙光教授合成。研究显示,1%的RADA-16溶液在盐溶液的激发下能迅速自组装成纳米纤维水凝胶;在不同的多肽浓度下,RADA-16形成不同的结构形态,经超声波破碎打断的RADA-16纤维会随着时间的延长而重新组装成较长的纳米纤维;p H值的变化也会影响RADA-16水凝胶的形成,在酸性、碱性、中性条件下分别以3种离子状态存在;RADA-16纳米纤维水凝胶能够提供一个利于细胞生长的三维环境,将不同的细胞种植在水凝胶中能够促进细胞的增殖和迁移;已有科学家将RADA-16应用在组织工程中皮肤缺损、软骨修复、神经修复、止血等方面的研究并取得很好的研究成果。本研究主要对RADA-16的研究进展进行阐述。     

手性自组装短肽对子宫创伤修复的影响

本研究旨在探索手性自组装短肽在大鼠子宫创伤修复过程中发挥的作用。通过圆二色谱仪分析手性自组装短肽的二级结构;刚果红染色观察短肽自组装过程;红细胞裂解实验检测短肽对细胞膜的裂解作用;通过在模拟子宫创伤大鼠模型上引入手性自组装短肽,利用HE染色及免疫组织手段分析其在子宫创伤修复过程中的影响。结果显示,手性自组装短肽二级结构均为稳定的β折叠;可在盐离子触发下自组装形成致密的膜状结构;短肽自组装前后对细胞膜无裂解作用;可为细胞提供三维培养支架;Hela细胞在短肽形成的水凝胶环境中可持续生长;动物实验结果表明,手性自组装短肽可明显加快子宫修复过程。手性自组装短肽作为新型生物工程材料,可构建细胞三维培养环境并用于子宫创伤修复。     

促细胞黏附生长的自组装肽水凝胶

随着细胞与组织工程的迅猛发展,能够促进细胞黏附、生长和分化的生物材料基质支架的研究日益重要。具有生物相容性且含水量超过99％的自组装肽水凝胶因其很好地符合理想的生物材料基质支架标准而备受重视。这类自我互补的两亲寡肽含50％的带电残基,并且以交替的离子亲水性和不带电的氨基酸残基周期性重复为特征;在其寡肽的氨基末端可用直接固相合成法修饰几个短序列生物活性模体进行功能化,用以促进不同细胞的黏附生长和靶向定位。现对自组装肽水凝胶的结构特征、自组装机制、对细胞黏附生长的影响以及未来自组装肽生物材料设计的目标进行综述．     

负载白藜芦醇自组装多肽水凝胶的抗菌性能研究

[目的]制备一种负载白藜芦醇的自组装多肽水凝胶并探讨其抗菌性能。[方法]通过自组装制备多肽(FmocFFGGRGD)水凝胶和载有白藜芦醇的多肽水凝胶(Pep/RES);通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察水凝胶的形貌和内部结构;通过流变仪检测水凝胶的流变性质;通过高效液相色谱检测Pep/RES的释放速率;通过细胞毒性试验研究该水凝胶的生物相容性;通过抑菌圈实验和活死细菌染色研究Pep/RES对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能。[结果]多肽溶液可在30 min内自组装形成稳定的水凝胶,水凝胶内部的三维结构密度随多肽浓度的增加而增加,2.0wt%浓度的多肽水凝胶稳定效果最好。白藜芦醇从Pep/RES水凝胶中缓慢释放7 d释放量达到50%,Pep/RES浸泡液对NIH/3T3细胞表现出良好的生物相容性。Pep/RES水凝胶中负载的白藜芦醇浓度为512μg/m L时,对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径即可达到5.41±0.18 mm,但即使白藜芦醇浓度达到1 024μg/m L,对大肠杆菌的抑菌圈直径仅为4.27±0.22 nm。[结论]Pep/RES结构稳定,安全无毒,能缓释白藜芦醇,并对金黄...     

自组装IKVAV多肽纳米纤维支架凝胶及其对嗅鞘细胞的作用

旨在观察自组装IKVAV多肽纳米纤维支架凝胶对鼠嗅鞘细胞(OECs)的作用。通过调整IKVAV溶液pH值并加入培养液触发多肽自组装为支架凝胶, 用原子力显微镜检测IKVAV分子可以自组装成编织状纳米纤维(直径为3~5 nm)。采用原代分离培养方法获得OECs单细胞悬液后, 使用差速贴壁法两次纯化OECs且在第12天通过免疫染色计数OECs纯度为85%。将IKVAV多肽纳米纤维支架凝胶与OECs复合培养, 倒置显微镜下观察OECs生长良好, Calcein-AM/PI活、死细胞染色表明活细胞数达95%。CCK-8法间接细胞计数证实IKVAV多肽可促进OECs的黏附, 对OECs增殖没有影响。由此可见IKVAV多肽可以自组装成纳米纤维支架凝胶且对OECs有良好的生物相容性及黏附作用, 可作为神经组织工程支架材料。     

自组装短肽水凝胶支架三维培养环境对骨髓间充质干细胞生物学特性及心肌方向分化的影响

目的:探究短肽GFS-4自组装形成的水凝胶作为支架材料构建三维微环境对BMSCs生物学特性及向心肌细胞方向诱导分化过程的影响。方法:刚果红染色、红细胞膜裂解实验检测短肽GFS-4自组装效果及对细胞膜是否具有裂解作用;CCK8和AO/EB染色分别检测对BMSCs活性和凋亡的影响;Real-time PCR分析BMSCs诱导分化后MLC-2v、GATA-4基因表达情况。结果:GFS-4自组装后形成致密凝胶,自组装前后对细胞膜无损伤;三维培养环境细胞呈球形生长,细胞活力和凋亡速度均低于二维培养环境。三维培养组在诱导分化过程中的第5天和第7天MLC-2v、GATA-4基因表达均显著高于二维组(P0.05)。结论:短肽GFS-4自组装水凝胶构建的三维微环境延缓了BMSCs的增殖速度和凋亡速度,并促进向心肌方向诱导分化过程中MLC-2v、GATA-4基因的表达。     

自组装ELP多肽的从头设计及其在生物医药领域中的应用进展

重组类弹性蛋白多肽(elastin-like polypeptides,ELPs)是一种通过基因工程方法合成的多肽聚合物,其结构由类弹性蛋白的肽段单元重复串连组成,具有刺激响应性、自组装特性、显著的弹性和良好的生物学特性,如低血小板黏附性和低免疫原性等,因此ELPs材料已被广泛应用于组织工程、药物输送和纳米生物器件制备...     

小鼠前成骨细胞MC3T3-E1在自组装多肽水凝胶支架中的成骨分化

目的研究MC3T3-E1细胞在自组装多肽水凝胶支架上的生长和成骨分化.方法在多肽水凝胶支架RADA16上接种MC3T3-E1细胞,荧光染色观察细胞形态和存活情况;组织化学染色检测MC3T3-E1细胞碱性磷酸酶活性以及细胞外钙质沉积;RT-PCR分析成骨特异性基因的表达.结果 MC3T3-E1细胞在水凝胶支架RADA16上粘附铺展良好,呈纺锤样形态.诱导培养后支架上的细胞有较高水平的碱性磷酸酶表达和矿化基质沉积.此外,骨分化特异性基因骨桥蛋白和骨涎蛋白也有表达,且表达量随培养时间的延长而增多.结论 在自组装水凝胶内MC3T3-E1细胞可向成骨方向分化,并能在凝胶内产生矿化的细胞外基质.     

非核糖体肽合成酶装配机制研究进展CSCD

非核糖体多肽(nonribosomal peptide,NRP)是天然生物活性产物一大类群,组成结构多样,具有多种重要的药用价值。在微生物中催化非核糖体多肽生物合成的是非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetase,NRPS),NRPS是一类模块酶系,模块的组装在非核糖体多肽合成及其环化中起着关键作用。本文主要对非核糖体肽合成酶常规模块组装模式及3种非常规合成模式进行综述,为深入了解和应用非核糖体肽合成酶在抗生素类生物活性物质中的作用提供理论依据。     

非核糖体肽合成酶装配机制研究进展

非核糖体多肽(nonribosomal peptide,NRP)是天然生物活性产物一大类群,组成结构多样,具有多种重要的药用价值。在微生物中催化非核糖体多肽生物合成的是非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetase,NRPS),NRPS是一类模块酶系,模块的组装在非核糖体多肽合成及其环化中起着关键作用。本文主要对非核糖体肽合成酶常规模块组装模式及3种非常规合成模式进行综述,为深入了解和应用非核糖体肽合成酶在抗生素类生物活性物质中的作用提供理论依据。     

超分子多肽自组装在生物医学中的应用

近年来,自组装多肽纳米技术因其可形成规则有序的结构、具有多样的功能而备受关注.研究发现自组装多肽能在特定的条件下形成具有确定结构的聚集体,这种聚集体具备生物相容性好、稳定性高等优点,表现出不同于单体多肽分子的特性和优势,因此其在药物传递、组织工程、抗菌等领域具有良好的应用前景.文中介绍了 自组装多肽形成的分子机理、类型...     

酶启动和调控自组装超分子水凝胶

超分子间的弱相互作用使自组装超分子水凝胶的结构比较容易改变。用酶启动和调控超分子水凝胶的自组装不仅能在原位上对超分子水凝胶结构进行调整和控制,而且具有很好的生物选择性,有望制造出生物医学上所需要的材料,并能够控制生物体系中一些重要的生物过程。本文对酶启动和调控自组装超分子水凝胶的两类过程进行了总结,并以磷酸酯酶、β-内酰胺酶、嗜热菌蛋白酶、脂肪酶、基质金属蛋白酶和磷酸酯酶/激酶等酶为例,综述了如何设计和使用酶来启动和调控小分子的自组装超分子水凝胶。     

多肽表面修饰脂质体药物递送系统

本文通过查阅并归纳近几年相关文献,较为系统地概述了靶向活性多肽、细胞穿膜肽和靶向细胞穿膜肽等多肽表面修饰脂质体药物递送系统(drug delivery system, DDS)的研究进展。经不同活性多肽表面修饰,或可增强脂质体DDS的靶向性,或可提高药物的细胞摄取率和生物利用度。总之,多肽表面修饰的脂质体在新型DDS研究及应用中具有良好的前景。     

一种溶酶体靶向的原位自组装短肽设计及抗肿瘤活性研究

肿瘤已成为威胁人类生命的一大杀手,目前主要采用手术和放、化疗等手段进行治疗,但由于放、化疗的细胞选择性差、毒副作用明显且易引起肿瘤细胞产生耐受(/药)性,不利于肿瘤的持续治疗,因此亟待研发具有定向定位优势、毒副作用低的新型靶向药物.原位自组装多肽能识别肿瘤部位的特异性高表达物质,在肿瘤部位靶向性聚集形成稳定的纳米结构,实现精准和高效治疗,有望成为一种新型的抗肿瘤药物.本研究基于多肽原位自组装的设计理念,利用溶酶体内组织蛋白酶L的催化活性,设计了靶向溶酶体且能够原位自组装的多肽分子Fmoc-FFRIKFERQ-OH,研究了该分子的自组装特性及抗肿瘤活性.结果显示,在体外酸性条件下,组织蛋白酶L能精准切割Fmoc-FFRIKFERQ-OH分子,其酶切产物FmocFFR-OH自组装形成长纳米纤维结构,对肿瘤细胞A375和SH-SY5Y均具有较好的杀伤作用.该分子通过靶向溶酶体杀伤肿瘤细胞且对正常细胞的毒性较低,有望成为一种新型的抗肿瘤药物.     

MSCs在自组装多肽纳米纤维支架中的三维培养及脂向分化研究

拟采用自组装多肽RADA16水凝胶建市MSCs的三维培养体系,以观察MSCs在RADA16中的黏附、形态及脂向分化情况.将第3代细胞置于RADA16水凝胶中进行三维培养.实验组细胞-材料复合物以脂向诱导液诱导,对照组以DMEM培养液培养,然后进行形态学观察,油红O染色及Western blot检测.荧光染色显示,绝大多数MSCs在RADA16水凝胶中能存活,且在不同的三维平面上生长.经诱导后,细胞内有大量油红O染色阳性的脂滴聚集,Western blot分析结果显示有脂肪细胞特异的蛋白PPARγ表达,且表达量随诱导时间的延长而增加.以上结果表明,RADA16水凝胶支架为MSCs的黏附、生长提供良好的三维环境,经定向诱导后支架内的MSCs可向脂肪组织方向分化.     

基于液滴微流控的细胞凝胶微球研究进展

液滴微流控技术在微纳米尺度上对多种流体的流动进行精确控制,从而能够以高通量的方式生成结构可调和成分可控的微纳米液滴。通过结合合适的水凝胶材料和制造方法,可以将单个或多个细胞高效地封装进水凝胶中,制备细胞凝胶微球。细胞凝胶微球可以为细胞的增殖、分化等提供一个三维的、相对独立可控的微环境,在三维细胞培养、组织工程与再生医学、干细胞研究和单细胞研究等生命科学领域具有重要价值。本文主要综述了基于液滴微流控技术的细胞凝胶微球的制备及其在生物医学领域的应用,并对未来的研究工作提出了展望。     

成纤维细胞在壳聚糖/PHEA水凝胶膜上的粘附与生长行为

水凝胶是一类广泛溶涨于水 ,呈三维网状结构的聚合物具有很高的生物相容性 ,广泛地用于生物材料 ,如眼球的晶状体、人造脏器以及人造皮肤等。高含水量的水凝胶不利于细胞粘附 ,研究能使细胞粘附并生长的水凝胶是开发其在组织工程材料领域应用的关键 ,细胞易于粘附的水凝胶可用于细胞培养基材和组织工程移植支架材料。一般来说 ,由于细胞表面带有负电荷 ,带正电荷的基材表面 (如 ,多熔素 (Ｐｏｌｙｌ ｙｓｉｎｅ) )有利于细胞粘附 ,而带有酸性或中性基团的材料不利于细胞粘附[1 ] ,而且带高负电荷密度的基材会导致细胞新陈代谢的紊乱并抑制细…     

组织工程用纤维增强天然多糖水凝胶的进展

天然多糖水凝胶具有良好的生物相容性,然而其力学性能调节幅度小,无法满足组织工程应用巨大的需求。通过纤维增强法,不仅可显著提高天然多糖水凝胶的力学性能,还能调节复合水凝胶的降解性能、促进细胞粘附、增殖与分化行为及其组织沉积。常用的天然多糖组织工程水凝胶的纤维增强方法有物理共混法、化学作用法、静电驱动法与自组装法等。本文综述了纤维增强水凝胶的结构与功能特点,讨论了纤维增强对组织工程水凝胶的意义,以期对纤维增强组织工程水凝胶的发展起到促进作用。     

酶响应型肽水凝胶及应用研究进展

酶响应型肽水凝胶可用于缓控释药物的释放,并具有抗菌、抗肿瘤等作用,是目前材料领域新兴的的研究热点之一.本文总结了近年来国内外开发的酶响应型肽水凝胶材料,重点介绍了包括谷氨酰胺转氨酶、激酶、磷酸酶、赖氨酸氧化酶(血浆氨氧化酶)、蛋白酶、酯酶、β内酰胺酶、基质金属蛋白酶等酶响应型肽水凝胶,以及在酶的催化作用下,水凝胶的形成、破坏或动态转换,同时总结了它们的响应机理.此外,介绍了酶响应型肽水凝胶的应用.酶响应型肽水凝胶具有广阔的发展前景,是未来智能响应材料的发展方向之一.