仿生组装及京尼平交联策略介导RNase A递送的研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangyili164958807
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近二十年来,各国的肿瘤发病率和死亡率都呈现逐年上升的趋势,使之成为威胁人类健康和亟待解决的恶性疾病。随着生物技术的快速发展,包括生长因子、细胞因子、抗体和酶在内的一系列治疗性蛋白或多肽已被成功开发出来。同时,蛋白质治疗因其具有药理作用强、低毒等特点,在各种疾病的治疗中显示出巨大的潜力。然而,由于其稳定性低、蛋白酶易降解和跨膜转运能力差,蛋白质的有效生物利用度和临床应用仍是一个巨大的挑战。为了解决这些难题,越来越多的研究致力于克服治疗性蛋白的稳定性限制,提高其胞内递送效率。核糖核酸酶A(RNase A)可实现细胞内RNA分子的裂解,诱导细胞凋亡,对肿瘤细胞具有良好的杀伤能力,是一类重要抗肿瘤蛋白质药物。基于上述考虑,本文设计了两种高效稳定的RNase A递送体系,旨在实现RNase A的高效入胞及递送,具体研究内容如下:通过仿生矿化的方法合成RNase A@ZIF-8纳米颗粒,利用ZIF-8作为细胞内递送抗肿瘤蛋白RNase A的有效平台。通过对其性质的表征,发现ZIF-8晶体不仅可以有效地封装RNase A分子,而且可以高效的保持其酶活性。通过对其酸碱响应性分析发现,它可以以p H依赖的方式控制RNase A的释放,在酸性条件下,RNase A可以从纳米颗粒中快速释放。以非小细胞肺癌细胞系A549为模型,对其肿瘤增殖抑制能力分析显示,RNase A@ZIF-8可以实现癌细胞的高效摄取,进而通过诱导细胞凋亡,产生增殖抑制作用。此外,对其生物相容性分析发现,RNase A@ZIF-8递送体系具有良好的生物安全性。通过京尼平介导的交联技术,将治疗性蛋白RNase A与阳离子聚合物PEI25K共价交联,构建了一种蛋白-聚合物杂合纳米颗粒RGP。对其性质表征表明,RGP纳米颗粒带有正电荷且粒径均一,能够实现高效的胞内递送。酶催化活性分析表明,京尼平交联并不会显著降低RNase A的催化活性。对RGP的入胞能力分析显示,其能够有效地被癌细胞摄取,实现胞内溶酶体逃逸。以人宫颈癌细胞系He La为模型,对其抑制肿瘤细胞增殖能力分析证明,该体系能够降解细胞质中的RNA分子并诱导肿瘤细胞凋亡,从而起到抑制细胞增殖的作用。综上所述,以上两种RNase A递送体系的构建,能够提高蛋白质的入胞效率并保持蛋白质的良好的催化活性,实现了蛋白质在肿瘤细胞中的高效蓄积与释放,极大地提高了治疗性蛋白对肿瘤细胞的杀伤能力。以上研究,为解决治疗性蛋白药物难以跨膜转运及稳定性缺陷提供了良好的指导,对于推进治疗性蛋白质递送的临床应用具有重要的意义。
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