CN102153629A - 一种短肽及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种短肽及其应用，属于生物科学和药物载体领域。所述短肽由阳离子细胞穿膜肽连接序列和靶向肽序列组成，它的氨基酸残基序列为序列表中SEQIDNO.1所述。该短肽可以对肿瘤细胞进行靶向性的转染。

Description

一种短肽及其应用
技术领域
本发明属于生物科学和药物载体领域。
背景技术
基因治疗以及其他药物治疗目前一个重要的困难是缺乏安全有效的载体能把药物靶向运输到特定位置并进入细胞内部发挥作用。为了达到这个目的，以基因治疗为例，研究者开发了多种运输载体。由于病毒载体存在的安全性以及操作复杂性等问题，非病毒载体的研究也受到了较大重视。常见的非病毒载体包括脂质体和阳离子多聚物等。
脂质体是目前运载效率最高的基因载体之一，对血清的稳定性也较好，使用方便。但是其毒性较大，在活体研究中发现其会在肺部聚集并造成炎症，并且与DNA包裹形成的颗粒粒径较大（>500nm），不利于进入肿瘤组织发挥作用。
典型高效的阳离子多聚物比如聚乙烯亚胺（PEI）等，效率和毒性均较脂质体低。研究表明PEI连接上PEG或经其他一些修饰后毒性会显著下降或者效率有所增强，但是毒性依然不能忽略。阳离子多聚物与DNA包裹形成的颗粒粒径也一般在100nm以上，同样不利于进入肿瘤组织发挥作用。与脂质体一样，阳离子多聚物同样不具有靶向性。为了解决这一问题，研究者在脂质体以及阳离子多聚物等表面加入了一些具有靶向性的分子对其进行修饰。
与前面所叙述的大分子相比，小分子肽在生物组织中的穿透性更佳，毒性较低，合成上也更为容易。靶向肽已经被研究可以被特定细胞识别，由受体介导的方式进入细胞，并且可以共价连接上其他药物分子将其运输到特定细胞内发挥作用。
细胞穿膜肽(cell-penetrating peptides, CPP)也称蛋白转导域发源于人免疫缺损病毒HIV-1编码的TAT蛋白衍生物和果蝇触角同源异型的转录调节蛋白(Antennapedia)，目前已经发展有各种形式，包括多聚精氨酸，非天然肽，拟肽，胍基端聚合物等，主要特征是侧链有着一定数目阳离子。据研究表明细胞穿膜肽可以携带多种物质，包括亲水性蛋白、多肽、DNA等物质进入细胞，但是主要以共价连接为主，本身鲜有直接包裹药物进入细胞的报道。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题而提供了一种可靶向转染肿瘤细胞的短肽，该短肽可以对肿瘤细胞进行靶向性的转染。
本发明所采用的技术方案是：
一种短肽，其氨基酸残基序列为序列表中SEQ ID NO.1所述。
该短肽能对肿瘤细胞进行靶向性的转染。
本发明具有以下优点：
本发明的短肽可以对肿瘤细胞以及恶性肿瘤细胞靶向性的转染，解决了脂质体和阳离子多聚物等手段的靶向性问题以及毒性较大的问题，弥补了细胞穿膜肽或者靶向肽作为载体时一般需要与药物分子共价连接的缺陷。该短肽包裹质粒DNA进入肿瘤细胞后，质粒DNA能在肿瘤中稳定表达。该短肽虽然在效率上较目前市面效率最好的载体之一脂质体弱，但是在毒性上有明显减弱、选择性上有显著增强。另外此短肽合成简单，成本低廉，适合商业普及，具有竞争力的性价比。
同时该短肽具有血清稳定性以及较低的纳米粒径，为基因或者药物在活体内的靶向性提供了便利。在系统给药的科学研究中，很多药物被细胞摄取后被限制在了囊泡中而不能发挥全部的作用，此短肽中的rRrRrRrRr序列被证明可以携带货物分子突破囊泡限制进入细胞质中使其发挥更好的作用。综上，此短肽也可作为在体基因治疗以及靶向性给药的良好研究工具。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为不同N/P比的p20包裹质粒DNA进行琼脂糖电泳图；
图2为不同N/P比的p20包裹质粒DNA形成颗粒的Zeta电位测量图；
图3为混合物颗粒的粒径测量图；
图4为p20在不同N/P比下转染5-8F细胞结果的显微镜图；
图5为p20在不同N/P比下转染SKOV-3细胞结果的显微镜图；
图6为p20在N/P比为6:1条件下包裹pEGFP-N1进入5-8F、SKOV-3、MCF-7和HeLa细胞并表达的激光共聚焦成像图；
图7为利用流式细胞仪检测p20在N/P比为6:1条件下包裹pEGFP-N1进入5-8F、SKOV-3、MCF-7和HeLa细胞并表达的检测显示图；
图8为MTT检测p20以及脂质体转染的细胞毒性实验的结果显示图。
具体实施方式
本发明的短肽由阳离子细胞穿膜肽，连接序列和靶向肽序列组成的短肽，并利用固相化学合成，该短肽的氨基酸序列为rRrRrRrRrHHHHLTVSPWY（简称p20），其中rRrRrRrRr为阳离子细胞穿膜肽，起到包裹质粒DNA或者其他药物的作用，HHHH为连接序列，起连接以及消除空间位阻作用，LTVSPWY为靶向肽，起富集到靶向细胞并被其摄取的作用。
观察p20对质粒DNA的包裹：
首先用p20对质粒DNA进行包裹，N代表肽链的正电荷，P代DNA的负电荷。图1为是不同N/P比混合p20以及质粒DNA琼脂糖凝胶电泳图，从图中可见从N/P比为3:1开始，DNA已经基本完全被结合。图2为以不同N/P比混合p20以及质粒DNA形成的混合物颗粒的Zeta电位测量图，当N/P比约为5以上时，p20和质粒DNA形成的混合颗粒的Zeta电位已经基本稳定成为了+25mV左右。图3为混合物颗粒的粒径测量图，当N/P比约为5以上时，p20和质粒DNA形成的混合颗粒的直径已经基本稳定在了80nm左右。结果显示p20能与质粒DNA形成粒径更小的颗粒，有利于被肿瘤组织吸收。Zeta电位以及粒径测量仪器：Malvern Zetasizer。
p20转染细胞后激光共聚焦成像：
从四种细胞（5-8F、SKOV-3、MCF-7和HeLa）接种相同数目(2x104 cells/well)的细胞于Lab-Tek 8孔板。37℃、5% CO2环境下培养过夜，使细胞重新贴壁。使用p20按N/P比3:1,6:1,9:1,12:1和15:1混合在正常含血清培养基环境下携带pEGFP-N1进入细胞，4小时后换上新鲜培养基，24小时后使用激光共聚焦显微镜观察。
成像条件：所有细胞样品通过共聚焦显微镜FV1000观察。pEGFP-N1所表达的绿色荧光蛋白由Ar激光器在488 nm处激发，在495-555 nm接收。共聚焦显微镜型号：FV1000 (Olympus, Japan)。
其孵育细胞后激光共聚焦成像的显示图见附图4、图5和图6。其中图4表示p20在不同N/P比下转染5-8F细胞的结果，图5表示p20在不同N/P比下转染SKOV-3细胞的结果，图6表示p20在N/P比为6:1的条件下转染4种不同细胞的结果。从图4至图6可知，当N/P比为6:1， 5-8F细胞和SKOV-3细胞都有一定量的绿色荧光蛋白（GFP）的表达。
流式细胞仪检测转染效率实验：
从四种细胞（5-8F、SKOV-3、MCF-7和HeLa）接种相同数目(1x105 cells/well)的细胞于24孔板。使用p20按N/P比6:1混合携带pEGFP-N1进入细胞，脂质体则按照试剂盒说明书进行操作。4小时后换上新鲜培养基，24小时后使用流式细胞仪检测。
流式细胞仪型号：Epics XL (Beckman–Coulter)。分析软件：WinMdi。
从图7可知p20可以运载pEGFP进入5-8F（约30%）以及SKOV-3（约10%）细胞中有表达，但是在MCF-7以及HeLa细胞中则没有明显表达（约1%），证明了p20能对5-8F和SKOV-3等恶性肿瘤细胞进行靶向性的转染。
MTT检测细胞毒性实验：
从同一批次原代5-8F细胞接种相同数目(5x103 cells/well) 的细胞于96孔板。37℃、5% CO2环境下培养过夜，使细胞重新贴壁。37℃，5% CO2环境下，分别使用p20在6:1的N/P比下以及使用脂质体Neofectin转染5-8F细胞，24小时后加入MTT ((3-4,5-dimethylthiazol-2-yl) - 2,5 - diphenyltetrazolium，5 mg/mL)。再次孵育2小时。丢弃所有孵育溶液，加入200 μL DMSO。通过酶标仪在570 nm下检测各孔的吸收值。每组实验重复三次。
酶标仪型号：ELISA Reader Genios Plus (Tecan, Switzland )。
通过MTT检测p20和脂质体Neofectin的细胞毒性，如图8所示。p20在上条件下对细胞的毒性（细胞存活率92%）比脂质体（细胞存活率76%）显著要低，说明p20相对脂质体有着较低的细胞毒性。**代表p<0.01。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
SWQMENCE LISTINE
<110> 华中科技大学
<120> 一种短肽及其应用
<160> 1
<210> 1
<211> 20
<212> PRT
<213> 人工序列
<400> 1
rRrRrRrRrH HHHLTVSPWY        20

Claims (2)

1.一种短肽，其特征在于，它的氨基酸残基序列为序列表中SEQ ID NO.1所述。
2.一种权利要求1所述的短肽应用，其特征在于，所述短肽能对肿瘤细胞进行靶向性的转染。
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