高精氨酸血症是由于肝脏内精氨酸酶的活性丧失或降低而引起的遗传疾病。患者难以降解精氨酸而引起体内累积过多的精氨酸,会导致痴呆或死亡。到目前为止尚未有有效精氨酸血症疗法。在糖纳米探针特异性将蛋白导入肝脏细胞的基础上,合成具有不同功能的聚苯乙烯-聚(苯乙烯-交替-马来酸)的衍生物:(1)含有靶向细胞表面凝集素受体的糖配体的衍生物, 2)含有通过细胞内断裂的双硫化学键用于连接蛋白的衍生物;(3)可以将纳米颗粒导入细胞内特定区域的衍生物。研究这三种两亲性嵌段高分子自组装的多功能纳米颗粒将精氨酸酶导入肝脏细胞内溶酶体/细胞质的特异性与效率。我们将研究将纳米颗粒导入细胞内特定区域的功能高分子的合成、制备,表征,及其对肝脏细胞内蛋白定点运输的影响。精氨酸酶进入细胞质后,将代谢精氨酸产生尿素,降低精氨酸含量以达到对精氨酸血症的缓解或根治。本课题的成功以对治疗精氨酸血症有重要医疗前景和现实意义。
protein delivery;lysosome;biocompatibility;glycan;nanovector
把外源的蛋白导入到特定的细胞或组织中是多种疾病的有效治疗方法。到目前为止尚未有有效精氨酸血症疗法。现有把生物大分子导入到细胞的载体都有其优缺点。不同的蛋白需要在特定的细胞器才能发挥起生物活性功能。把外源蛋白定点运输到细胞内特定细胞器挑战性高。为了克服细胞膜对蛋白导入的限制,人们通常在载体上连接配体,通过配体-受体相互作用导入蛋白。被导入的蛋白通常会被细胞转运到溶酶体被降解。申请书拟成含有靶向细胞表面凝集素受体的糖配体的聚(苯乙烯-交替-马来酸),含有连接蛋白的衍生物;可以将纳米颗粒导入细胞内特定区域的衍生物。精氨酸酶进入细胞质后,将代谢精氨酸产生尿素,降低精氨酸含量以达到对精氨酸血症的缓解或根治。我们利用表面含有醛基的介孔纳米颗粒、维生素B6与磷酸钙杂化的纳米颗粒实现了将不同蛋白转入到细胞的溶酶体内。实现了申请书中将蛋白转入到细胞中、构建低毒性载体的目标。被导入的精氨酸酶有效降解细胞内的精氨酸,细胞表现出了与饥饿引发的自吞噬相同的现象,证明了细胞缺乏生长必须的氨基酸,从而证明了转入到细胞内蛋白的生理活性。我们制备了连接有甘露糖的聚(苯乙烯-交替-马来酸酐),有效结合巨噬细胞表面的甘露糖受体后通过 endocytosis进入巨噬细胞溶酶体。实现了申请书中的糖配体-细胞表面受体的特异性结合。我们正在探索了利用该材料将catalase转入到巨噬细胞的溶酶体,淬灭细胞内部的活性氧分子。在本基金的资助下,我们共发表论文19篇,其中Chem. Sci. 2篇; Chem. Comm. 4篇, Biomater. Sci. 1篇, J. Mater. Chem. 2篇(均为通讯作者),获得授权发明专利一项。基本完成了申请书的预期设想。