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CCS Chemistry 过程仿生-人工多肽体内原位构筑纤维
时间: 2020-07-11 21:13     作者: 亚洲游戏

  CCS Chemistry是由中国化学会创办的高水平旗舰新刊,面向全球科学家,收录化学各领域高质量原创科技论文。关注CCS Chemistry,即时获取期刊相关资讯。

  国家纳米科学中心王磊、王浩研究员联合中南民族大学李香丹教授开发了一种仿生天然纤连蛋白(FN)纤维化过程的系统,该系统基于天然配体-受体的相互作用诱导形变和自放大组装过程,将外源性FN模拟肽(FNMP)输运至体内,在体内原位(细胞表面)加工FNMP,形成人工FN样纤维网络。基于FNMP的仿生纤维FN表现出与天然纤维FN不同的生物学功能,抑制了细胞的生长和迁移,可用于抑制肿瘤的生长,侵袭和转移。

  大自然经过超38亿年的“进化”,基于自组装过程开发了无数的“材料”。人们利用仿生自组织创造材料的灵感多来自于大自然。例如,受荷叶表面的启发,开发了具有超疏水特性的二元协同界面材料用于自清洁产品。过程仿生是生物医用材料制备的一种高效策略,例如生物矿化是一种自组装过程,用于制备人造骨骼,类似于天然骨骼。然而因为生命体精确而复杂的过程,对“生命设计”自组装过程进行模拟,在体内原位构筑仿生材料仍然是一个巨大的挑战。

  蛋白质的体内自组装过程非常丰富,其中包括诸如蛋白质构象变化,从球状蛋白到纤维蛋白。纤连蛋白(FN)是一种细胞粘附糖蛋白,是细胞外基质(ECM)中连接细胞的重要组件之一。纤连蛋白经由细胞分泌的可溶性蛋白,通过与细胞膜表面的受体整合素相互作用纤维化形成纤维蛋白。国家纳米科学中心王磊、王浩研究员联合中南民族大学李香丹教授开发了一种仿生天然纤连蛋白(FN)纤维化过程的系统,该系统基于天然配体-受体的相互作用诱导形变和自放大组装过程,将外源性FN模拟肽(FNMP)输运至体内,在体原位(细胞表面)加工FNMP,形成人工FN样纤维网络,当以肿瘤细胞及其表面受体作为调控时,仿生纤维网络精准构筑于肿瘤(图1)。

  构筑于肿瘤的人工多肽纤维网络与天然FN融合,展示了长时间滞留效果,在肿瘤部位长效滞留72 h以上(图2a)。人工多肽纤维网络抑制了肿瘤的生长、侵袭和转移(图2b&c)。此外,对MMP-9和MMP-2的分泌也有明显的抑制效果(图2d)。

  综上所述,该研究工作提供了一种过程仿生的新模型,即FN蛋白的纤维化过程。仿生地,利用细胞对外源性多肽进行加工,实现了在体内原位构筑人工多肽纤维网络,可以和天然的FN相互融合。该研究系统的对比了天然FN纤维网络和仿生纤维网络的结构和功能,这种仿生多肽纤维网络与天然FN纤维结构类似,功能相反,可以抑制了肿瘤的侵袭和转移,为抑制肿瘤转移提供了新方法,新思路。该工作得到了国家自然科学基金委、中科院等项目的资助。该工作以research article的形式发表在CCS Chemistry,并在官网“Just Published”页面上线。

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  原标题:《CCS Chemistry 过程仿生-人工多肽体内原位构筑纤维网络》

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