CN107406487A - 用于生物医学应用的自组装超短脂肪族缩肽 - Google Patents

用于生物医学应用的自组装超短脂肪族缩肽 Download PDF

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Abstract

本发明涉及能够自组装为水凝胶的超短缩肽。一个优选的实施方案是Ac‑ILVaGK‑NH2，其中a代表乳酸。本发明也涉及这些缩肽用于调制水凝胶、共‑凝胶或共‑水凝胶的用途，以及包括这些缩肽的药物组合物或生物医学设备或外科植入物，其可用于各种治疗应用诸如再生医学、组织再生和组织替代。

Description

用于生物医学应用的自组装超短脂肪族缩肽
技术领域
本发明处于细胞和组织工程和纳米医学领域。本发明通常涉及缩肽和它们在水凝胶以及在共-凝胶或者共-水凝胶中的用途。
背景技术
下面本发明背景技术的讨论将意图促进对本发明的了解。然而，应该明白，该讨论不是确认或承认所参考的任何材料都被发表、习知或为在发明优先权日的任何权限内的一般公知常识的一部分。
开发容易生物降解的水凝胶形成肽是一个长期的期望。Zhang等的早期研究(1993)已经报道，β-折叠形成肽诸如(AEAEAKAK)2包含预期能被酶促消化但在暴露于α-胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶时反而保持不被消化的氨基酸序列。为了试图克服这些缺陷，已经报道了具有能够被基质金属蛋白酶(MMP)裂解的肽序列的若干肽(Chau等,2008；Galler等,2010；Kumada等,2010；Giano等,2011；Jun等.,2005)。虽然这个策略已经产生了可生物降解的β-折叠原纤维化肽，但是由于MMP浓度变化，难以预测和控制活体内随着时间的降解量。
考虑到它们不依赖于酶的可预测降解作用，在过去的十年中水解敏感型材料已经引起了重大关注(Freed等,1994；Ishaug等,1997；Kim和Mooney,1998；Lynn等.,2001；Ron等,1993)。
尽管酯类水解作用常用于生物聚合物中，但仅两份最近的报道显示肽的类似方法：Tian等(2013)报道了包括11种氨基酸的四种缩肽的合成和降解能力。在这一研究中，所使用的肽序列包含脂肪族氨基酸和芳香族氨基酸，并且在本质上是两性离子。不同的α-羟基酸影响降解时间。在第二则报道中，Nguyen等(2014)描述了Fmoc保护的缩肽的合成和自组装特性。其中，以类似于形成β-折叠的肽的方式，用疏水性乳酸替换带电残基K和D。尽管观察到了自组装，但作者将其归因于Fmoc基团的π-π堆积作用，因而仅探究了Fmoc保护的缩肽。
细胞与组织工程和纳米医学领域中需要改良的技术和方法。
发明内容
本技术提出能够自组装为水凝胶的超短脂肪族缩肽。本发明包括如下特征：
F1)超短脂肪族缩肽(诸如Ac-ILVaGK-NH2；a＝乳酸；SEQ ID NO.52)，其具有如下特征：
●存在至少一个酯键；
●增加通过水解的生物降解作用；
●按照疏水性递减的顺序排列的肽序列(诸如LIVAGK、ILVAGK、LIVAGD、AIVAGS、IVDA、IVAD、IVA、ILA、IVKA)；
●自组装；
●刺激响应性(即盐浓度；pH；离子浓度；缩肽浓度)；
●无毒性；
●能够选择生物活性α-羟基酸部分，以对细胞/组织施加生物效应(即剥落；抗衰老)；和
●能够与“亲本”超短肽混合以产生共-凝胶(控制良好的容积稳定性和生物降解作用)。
F2)具有在下述方面的应用的如F1的肽：
●药物/基因递送、注射疗法、生物打印、细胞封装、化妆品，和其他生物学用途；
本发明描述了一种用于合成能够在水溶液中自组装为水凝胶的超短脂肪族缩肽的技术。所合成的缩肽展示刺激响应特性——增加盐浓度显著降低最小凝胶化浓度。此外，细胞相容性研究显示所述材料是无毒的。这些缩肽经历水解，产生不支持自组装的较小片段。凝胶“溶解”的能力能够被用于需要水凝胶支架的降解作用的生物医学应用中。可以仔细地选择生物活性α-羟基酸部分以对细胞/组织展示生物/生物化学效应(例如，剥落)。所述缩肽也能够与亲本超短肽混合以产生共-凝胶，通过两种成分的相对组成能够相当良好地控制其体积稳定性和生物降解速率。
酯键(相对于酰胺键)的存在在生物学环境下通过水解作用增加体外和体内的生物降解作用。存在于此结构中的α-羟基酸能够显示导致新的生物医学应用的生物效应(诸如剥落和抗衰老特性)。肽部分由于自组装而产生支架结构，并因而能够提供生物活性部分的持续递送。所产生的水凝胶能够提供生物活性α-羟基酸的持续可控释放。所述缩肽能够与亲本超短肽混合以产生共-凝胶，能够通过成分的相对组成控制其体积稳定性和生物降解速率。
根据本发明的一方面，本发明提供一种能够自组装并形成水凝胶的缩肽，其具有选自通式I、II和III的通式：
Za-(XAHA)b-(Y)c-Z’d
(I)
其中
Z是N-端保护基：；
a是至少1，
XAHA每次出现时独立地选自由脂肪族氨基酸和脂肪族氨基酸衍生物组成的群组，并且包括至少一种α-羟基酸；
b是选自2至7的整数；
Y选自由极性氨基酸和极性氨基酸衍生物组成的群组；
c是0、1或者2；
Z’是C-端保护基；和
d是0或1，和
b+c是至少3；
Za-(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c-Z’e
(II)
其中
Z是N-端保护基：；
a是至少1；
X每次出现时独立地选自由脂肪族氨基酸和脂肪族氨基酸衍生物组成的群组；
在b1+b2是2至7的条件下，b1和b2各自为选自0至7的整数，
AHA每次出现时独立地选自由α-羟基酸组成的群组；
d是1或2；
Y选自由极性氨基酸和极性氨基酸衍生物组成的群组；
在b1+b2+c+d≤7的条件下，
c是0、1或者2；
Z’是C-端保护基；和
e是0或1；
Za-(X)b'-(Y)c-(AHA)d-Z’e
(III)
其中
Z是N-端保护基：；
a是至少1；
X每次出现时独立地选自由脂肪族氨基酸和脂肪族氨基酸衍生物组成的群组；
b’为选自2至7的整数；
Y选自由极性氨基酸和极性氨基酸衍生物组成的群组；
c是0、1或者2；
AHA每次出现时独立地选自由α-羟基酸组成的群组；
d是1或2；
Z’是C-端保护基；和
e是0或1；和
b’+c是至少2。
在一个实施方案中，所述α-羟基酸选自乳酸、羟基乙酸、苹果酸、2,3-二羟基丙酸、乳糖酸，和柠檬酸。
在一个实施方案中，所述脂肪酸氨基酸和脂肪族氨基酸衍生物，以及所述极性氨基酸和极性氨基酸衍生物是D-氨基酸或者L-氨基酸，
和/或所述α-羟基酸对应于它们以L形式或D形式存在的天然氨基酸。
在一个实施方案中，所述脂肪族氨基酸选自由丙氨酸(Ala,A)、高烯丙基甘氨酸(homoallylglycine)、高炔丙基甘氨酸(homopropargylglycine)、异亮氨酸(Ile,I)、正亮氨酸、亮氨酸(Leu,L)、缬氨酸(Val,V)和甘氨酸(Gly,G)组成的群组，优选自由丙氨酸(Ala,A)、异亮氨酸(Ile,I)、亮氨酸(Leu,L)、缬氨酸(Val,V)和甘氨酸(Gly,G)组成的群组。
在一个实施方案中，所述脂肪族氨基酸的全部或一部分以氨基酸大小递减的顺序在从N-端至C-端的方向排列，其中所述脂肪族氨基酸的大小被定义为I＝L>V>A>G，
和/或其中总体疏水性从N-端至C-端减少。
在一个实施方案中，式I的(XAHA)b或者式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2具有选自下述的序列：
其中，任选地，在N-端这样的序列之前是A，并且其中AHA是指α-羟基酸。
优选地，式I的(XAHA)b或者式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2具有选自下述的序列：
其中“g”是指羟基乙酸，“a”是指乳酸，和“m”是指苹果酸，
其中，任选地，在N-端这样的序列之前是A。
在一个实施方案中，式III的(X)b'具有选自TV的序列，
其中，任选地，在N-端这样的序列之前是A，
或者，式III的(X)b'具有选自下述的序列：
其中，任选地，在N-端这样的序列之前是A。
在一个实施方案中，
-在式I中，b是从2至7的整数，优选3至7或者3至6或者2至6，或者更优选2至5，
-在式II中，b1+b2是2至7，优选3至7或者3至6或者2至6，或者更优选2至5，和
-在式III中，b’是从2至7的整数，优选3至7或者3至6或者2至6，或者更优选2至5。
在一个实施方案中，所述极性氨基酸选自由天冬氨酸(Asp,D)、天冬酰胺(Asn,N)、谷氨酸(Glu,E)、谷氨酰胺(Gln,Q)、5-N-乙基谷氨酰胺(茶氨酸)、瓜氨酸、硫代-瓜氨酸、半胱氨酸(Cys,C)、同型半胱氨酸、蛋氨酸(Met,M)、乙硫氨酸、硒代蛋氨酸、蛋氨酸碲(telluromethionine)、苏氨酸(Thr,T)、别苏氨酸、丝氨酸(Ser,S)、高丝氨酸、精氨酸(Arg,R)、高精氨酸、鸟氨酸(Orn)、赖氨酸(Lys,K)、N(6)-羧甲基赖氨酸、组氨酸(His,H)、2,4-二氨基丁酸(Dab)、2,3-二氨基丙酸(Dap)，和N(6)-羧甲基赖氨酸组成的群组。
其中所述极性氨基酸优选选自由天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、鸟氨酸(Orn)、2,4-二氨基丁酸(Dab)和2,3-二氨基丙酸(Dap)组成的群组。
在一个实施方案中，
c是2并且所述极性氨基酸是相同的氨基酸，
或者c是1并且所述极性氨基酸包括天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、2,4-二氨基丁酸(Dab)和组氨酸中的任意一种，
优选赖氨酸、鸟氨酸、2,4-二氨基丁酸(Dab)和2,3-二氨基丙酸(Dap)中的任意一种。
在一个实施方案中，(Y)c具有选自Asp、Asn、Glu、Gln、Ser、Thr、Cys、Met、Lys、Orn、Dab、His、Asn-Asn、Asp-Asp、Glu-Glu、Gln-Gln、Asn-Gln、Gln-Asn、Asp-Gln、Gln-Asp、Asn-Glu、Glu-Asn、Asp-Glu、Glu-Asp、Gln-Glu、Glu-Gln、Asp-Asn、Asn-Asp Thr-Thr、Ser-Ser、Thr-Ser、Ser-Thr、Asp-Ser、Ser-Asp、Ser-Asn、Asn-Ser、Gln-Ser、Ser-Gln、Glu-Ser、Ser-Glu、Asp-Thr、Thr-Asp、Thr-Asn、Asn-Thr、Gln-Thr、Thr-Gln、Glu-Thr、Thr-Glu、Cys-Asp、Cys-Lys、Cys-Ser、Cys-Thr、Cys-Orn、Cys-Dab、Cys-Dap、Lys-Lys、Lys-Ser、Lys-Thr、Lys-Orn、Lys-Dab、Lys-Dap、Ser-Lys、Ser-Orn、Ser-Dab、Ser-Dap、Orn-Lys、Orn-Orn、Orn-Ser、Orn-Thr、Orn-Dab、Orn-Dap、Dab-Lys、Dab-Ser、Dab-Thr、Dab-Orn、Dab-Dab、Dab-Dap、Dap-Lys、Dap-Ser、Dap-Thr、Dap-Orn、Dap-Dab、Dap-Dap的序列。
在一个实施方案中，式I的(XAHA)b-(Y)c或者式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c具有选自由下述组成的群组的序列：
优选地，式I的(XAHA)b-(Y)c或者式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c具有选自由下述组成的群组的序列：
在一个实施方案中，式III的(X)b’-(Y)c-(AHA)d具有选自由下述组成的群组的序列：
优选地，式III的(X)b’-(Y)c-(AHA)d具有选自由下述组成的群组的序列：
IVDa (SEQ ID NO:69),
IVKa (SEQ ID NO:70)。
在一个实施方案中，a是1并且所述N-端保护基Z具有通式–C(O)–R，其中R选自由H、未取代的烷基或经取代的烷基，和未取代的芳基或经取代的芳基组成的群组，
其中R优选选自由甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基和异丁基组成的群组。
在一个实施方案中，所述N-端保护基Z是乙酰基团。
在一个实施方案中，所述N-端保护基Z是模拟肽分子，包括天然和合成的氨基酸衍生物，其中所述模拟肽分子的N-端可以被选自由羧酸、酰胺、醇、醛、胺、亚胺、腈、尿素类似物、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、马来酰亚胺、乙烯砜、叠氮化物、炔烃、烯烃、碳水化合物、酰亚胺、过氧化物、酯、芳基、酮、亚硫酸盐、亚硝酸盐、膦酸酯(phosphonate)和硅烷组成的群组的功能基团修饰。
在一个实施方案中，所述C-端保护基Z’是酰胺基或者酯基。
优选地，所述C-端保护基Z’是酰胺基并且所述缩肽的C-端具有式-CONHR或者式-CONRR’，R和R’选自由H、未取代的烷基或经取代的烷基，和未取代的芳基或经取代的芳基组成的群组。
优选地，所述C-端保护基Z’是酯基并且所述缩肽的C-端具有式–CO2R，R选自由H、未取代的烷基或经取代的烷基，和未取代的芳基或经取代的芳基组成的群组。
在一个实施方案中，所述C-端保护基Z’是模拟肽分子，包括天然和合成的氨基酸衍生物，其中所述模拟肽分子的C-端可以被选自由羧酸、酰胺、醇、醛、胺、亚胺、腈、尿素类似物、硫醇、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、马来酰亚胺、乙烯砜、叠氮化物、炔烃、烯烃、碳水化合物、酰亚胺、过氧化物、酯、硫酯、芳基、酮、亚硫酸盐、亚硝酸盐、膦酸酯和硅烷组成的群组的功能基团修饰。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种制备水凝胶的方法，所述方法包括将如权利要求1至权利要求23中任意权利要求所定义的至少一种缩肽溶解在水溶液中。
在一个实施方案中，所述方法包括如本文中定义的至少一种缩肽的刺激响应凝胶化，
其中所述刺激或凝胶化条件选自盐浓度、pH、离子浓度和/或缩肽浓度。
优选地，在生理条件下存在盐时(诸如PBS，或者0.9％生理盐水和PBS)实施凝胶化。
在一个实施方案中，所述至少一种缩肽以从10mg/mL至500mg/mL的浓度，优选以50mg/mL至150mg/mL的浓度，更优选以大约60mg/mL或者大约100mg/mL的浓度溶解。
在一个实施方案中，所述方法包括在凝胶化/自组装之前或期间添加进一步的化合物，所述进一步的化合物由所述水凝胶封装。
其中所述进一步的化合物能够选自：
生物活性分子或部分，
诸如生长因子、细胞因子、脂质、细胞受体配体、激素、前药、药物、维生素、抗原、抗体、抗体片段、寡核苷酸(包括但不限于DNA、信使RNA、短发夹RNA、小干扰RNA、微小RNA、肽核酸、适体)、糖类；
标签、染料，
诸如成像造影剂；
病原体，
诸如病毒、细菌和寄生虫；
量子点(quantum dots)、纳米颗粒和微粒，
或者其组合。
在一个实施方案中，所述方法包括在凝胶化/自组装之前或期间添加或混合细胞，所述细胞由水凝胶封装，
其中所述细胞能够是干细胞(间充质干细胞、祖细胞、胚胎干
细胞和诱导性多能干细胞)、转分化祖细胞和分离自患者样本的原
代细胞(纤维母细胞、髓核)。
所述方法优选包括在凝胶化之前或期间添加进一步的化合物(诸如上文所定义的)，其中所述化合物由水凝胶共封装，
所述方法任选地包括在凝胶化/自组装之前或期间添加或混合不同的细胞和/或包括在凝胶化之后将细胞添加或混合到所述水凝胶上。
优选地，所述方法包括下述步骤：
(1)在凝胶化之前或期间添加或混合细胞，所述细胞由水凝胶封装；和
(2)接下来将细胞添加到打印的水凝胶上，
其中(1)和(2)的所述细胞是相同的或者不同的，
并且可以是干细胞(成体干细胞、祖细胞、胚胎干细胞和诱导性多能干细胞)、转分化的祖细胞，以及原代细胞(分离自患者)和细胞系(诸如上皮细胞、神经元细胞、造血细胞和癌细胞)。
在一个实施方案中，所述包括不同缩肽的使用。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种用于制备共-凝胶或者共-水凝胶的方法，所述方法包括：
(a)优选在如本文中上述所定义的条件下，将本发明的至少一种缩肽溶解在水溶液中，
(b)将至少一种具有与步骤(a)的缩肽相同的序列但不包括AHA的肽(“亲本肽”)溶解在水溶液中，
(c)将(a)和(b)的溶液混合并凝胶化，
优选如本文中上述所定义的刺激响应凝胶化，
(d)获得共-凝胶或者共-水凝胶。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种水凝胶，其包括至少一种本发明的缩肽，
优选由本发明的方法获得。
在一个实施方案中，与含有亲本肽的水凝胶相比，所述水凝胶具有较低的降解稳定性，所述亲本肽即具有与所述缩肽相同的序列但不包括AHA的肽。
在一个实施方案中，所述水凝胶在室温下在水溶液中稳定至少7天时间，优选至少2至4周，更优选至少1至6个月。
在一个实施方案中，所述水凝胶的特征在于储能模量G’相对于损耗模量G”的比例为大于2。
在一个实施方案中，所述水凝胶的特征在于在从0.02Hz至16Hz范围内的频率的储能模量G’从100Pa至80,000Pa。
在一个实施方案中，所述水凝胶具有可调整的机械性能，诸如能够通过改变pH、离子浓度和缩肽浓度调整的硬度。
根据本发明的一个方面，本发明提供共-凝胶或者共-水凝胶，其包括：
至少一种本发明的缩肽，和
至少一种亲本肽，即具有与所述缩肽相同的序列，但不包括AHA的肽，
优选由本发明的方法获得。
在一个实施方案中，本发明的所述共-凝胶或者共-水凝胶与包括亲本肽(即具有与所述缩肽相同的序列，但不包括AHA，不是所述缩肽的肽)的水凝胶相比，具有较低的降解稳定性，。
在一个实施方案中，本发明的水凝胶或者本发明的共-凝胶或共-水凝胶进一步包括：
—进一步的化合物，其由所述水凝胶或者所述共-凝胶或者共-水凝胶封装，其中所述进一步的化合物能够选自：
生物活性分子或部分，
诸如生长因子、细胞因子、脂质、细胞受体配体、激素、前药、药物、维生素、抗原、抗体、抗体片段、寡核苷酸(包括但不限于DNA、信使RNA、短发夹RNA、小干扰RNA、微小RNA、肽核酸、适体)、糖类；
标签、染料，
诸如成像造影剂；
病原体，
诸如病毒、细菌和寄生虫；
量子点、纳米颗粒和微粒，
或者其组合。
和/或
—细胞，其由水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶封装和/或在凝胶化之后被添加到所述水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶上
其中所述细胞是相同的或者不同的，并且能够是干细胞(成体干细胞、祖细胞、胚胎干细胞和诱导性多能干细胞)、转分化的祖细胞，以及原代细胞(分离自患者)和细胞系(诸如上皮细胞、神经元细胞、造血细胞和癌细胞)。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种药物组合物和/或化妆品组合物和/或生物医学设备和/或外科植入物，其包括：
至少一种本发明的缩肽，
本发明的水凝胶，或者
本发明的共-凝胶或共-水凝胶。
在一个实施方案中，本发明的药物组合物和/或化妆品组合物和/或生物医学设备和/或外科植入物进一步包括药物活性化合物，和任选的药物学可接受的载剂。
在一个实施方案中，所述药物组合物和/或化妆品组合物是可注射的。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种套装试剂盒，所述试剂盒包括：
第一容器，含有至少一种本发明的缩肽，和
第二容器，含有水溶液，
其中，任选地所述第一容器和/或所述第二容器进一步包括药物活性化合物，
任选地，第三容器，含有凝胶化增强剂，
其中所述凝胶化增强剂优选是盐或者盐溶液。
在一个实施方案中，所述套装试剂盒进一步包括：
第四容器，含有所述第一容器的所述至少一种缩肽的至少一种亲本肽，和
第五容器，含有水溶液。
在一个实施方案中，所述第一、第二、第三、第四，或者第五容器的至少一个是以喷雾瓶或者注射器提供。
根据本发明的一个方面，本发明提供本发明的缩肽、本发明的水凝胶、本发明的共-凝胶或共-水凝胶，或者本发明的药物组合物和/或化妆品组合物和/或生物医学设备和/或外科植入物的用途，其用于
—再生医学和组织再生或者组织替代，
例如，脂肪组织再生和软骨组织再生，
—可植入支架，
—疾病模型，
—创伤治疗和/或创伤愈合，
—2D和3D合成细胞培养基质，
—干细胞治疗，
—药物递送，优选持续的或可控释放的药物递送，
—注射治疗，
—骨骼系统退行性疾病的治疗，
例如，椎间盘退行性疾病，或者尿失禁
—生物传感器开发，
—高通量筛选，
—生物功能化表面，
—生物制造，诸如生物打印，
—化妆品用途；
和
—基因治疗。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种组织再生或者组织替代的方法，其包括步骤：
a)提供根据本发明的水凝胶，或者
根据本发明的共-凝胶或者共-水凝胶；
b)将所述水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶暴露于用于形成再生组织的细胞；
c)允许所述细胞在所述水凝胶上或在所述水凝胶中生长。
在一个实施方案中，所述方法在体外或者在体内或者离体实施。
优选地，所述方法在体内实施，其中，在步骤a)中，在患者体内意图进行组织再生或阻止替代的位置提供所述水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶。
在一个实施方案中，通过将所述共-凝胶或者共-水凝胶或者本发明的至少一种缩肽的溶液注射到患者体内意图进行组织再生或组织替代的位置而实施所述步骤a)。
在一个实施方案中，所述步骤a)进一步包括共注射凝胶化增强剂，优选注射盐溶液。
优选地，所述方法离体实施，其中，在步骤a)或步骤b)中，将来自患者或者来自捐赠者的细胞与所述水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶混合，并且将所获得混合物提供到患者体内意图进行组织再生或组织替代的位置。
在一个实施例中，所述组织选自由皮肤组织、椎间盘中的髓核、软骨组织、滑液和膀胱颈中的粘膜下结缔组织构成的群组。
在一个实施方案中，所述水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶包括一种或多种刺激再生过程和/或调节免疫反应的生物活性治疗剂。
本说明书首次公开了超短脂肪族缩肽在水中自组装形成水凝胶的能力。在自组装的过程中，所述肽采用了使用圆二色性能够检测的各种不同的二级结构。所述缩肽能够经历水解，产生单独或组合不形成水凝胶的片段。所选择的六聚体缩肽实例显示良好的生物相容性，并因此能够用于生物学环境中。
超短脂肪族缩肽是可生物降解的，其允许所述凝胶随着时间溶解。因此他们对于需要药物和基因递送并且不要求支架存在超过较长时间的体内应用是理想的。
对于局部的化妆品应用，所述水凝胶能够有助于以持续的方式递送α-羟基酸。
可仔细地选择生物活性α-羟基酸部分，以对于细胞/组织发挥生物学/生物化学效应(例如，剥落)。所述缩肽也能够与亲本超短肽混合以产生共-凝胶，通过成分的相对组成能够控制其体积稳定性和生物降解速率。所述缩肽的酯键的水解作用能够导致2个较小的片段，其能够容易地弥散开，从而降低系统的总体积并且增加体积支架的多孔性。对于组织工程应用，随着时间增强往水凝胶内部的细胞迁移，并且允许通过细胞外基质的细胞分泌加速基质重塑，这是一个良好的策略。
所述缩肽的刺激响应性质为注射治疗、生物打印和细胞封装的应用开辟了道路。由于所述缩肽显示了良好的水溶解性并且形成具有低粘度的溶液，所以所述溶液不会阻碍针/打印机。与生理盐溶液(诸如磷酸缓冲盐，PBS)相互作用之后，发生了凝胶化。可以通过缩肽浓度、pH和离子浓度调整凝胶化的动力学。
鉴于所述亲本肽的稳定性，所述缩肽能够解离大体积水凝胶的潜在能力能够被应用于将细胞从3D培养物中温和地释放。所述缩肽也能够被用于使亲本肽水凝胶不稳定以纠正应用中的错误(对于化妆品应用诸如皮肤填充剂是特别重要的，藉此患者可能想要降低后续的治疗的丰度)。
通过阅读对于本发明的具体实施方案的下述描述，连同附图，本发明的其他方面和特征对于本领域技术人员将变得显著。
附图说明
根据附图，本发明的实施方案将不是以实施例的方式描述。
图1：合成中的关键步骤的合成方案，以及Ac-ILVaGK-NH2的化学结构。
图2：在MilliQ水和1XPBS缓冲溶液中的两种缩肽水凝胶的光学照片，以及分解的水凝胶。
图3：所述缩肽的流变特性。
图4：Ac-ILVaGK-NH2在两个不同放大倍率的形态学。
图5：Ac-ILVaGK-NH2的浓度依赖的CD-光谱。
图6：Ac-ILVaGK-NH2的浓度效应曲线，以及其在人类间充质干细胞中的降解产物Ac-ILV-OH和HO-aGK-NH2。.
本发明的其他安排是可能的，并且，因此附图不能被理解为取代本发明的前述描述的一般性。
具体实施方式
我们之前已经描述了超短肽序列(3-7个残基)，其具有自组装为最终导致水凝胶形成的螺旋形纤维的内在倾向，参见例如发明人的WO 2011/123061、US 2014/0093473 A1、WO 2014/104981 A1。
这些纳米纤维水凝胶的微架构类似于细胞外基质，为其作为仿生支架用于组织工程和三维细胞培养的广泛应用开辟了道路。此外，所述超短肽水凝胶展示了卓越的机械刚度、热稳定性和生物相容性、体外和体内稳定性。尤其，这些水凝胶的稳定性为诸如发展注射疗法(诸如用于椎间盘退行性疾病)的应用，以及需要该构造以在长期内提供结构支持的其他组织工程应用提供了引人注目的优势。
然而，在开发这些水凝胶用于诸如用于药物和基因递送的可注射材料的应用时，需要快速递送化合物，因而期望增加所述水凝胶基质的降解性。在这样的实例中，自组装水凝胶由明确限定对于生物降解敏感的成分组成。
本说明书描述了新的一类自组装脂肪族缩肽。缩肽是其中一个或多个酰胺基(-C(O)NHR-)被相应的酯-C(O)OR代替的肽。受到先前提到的自组装的超短肽的结构的启发，这些缩肽结构上的不同之处在于氨基酸成分中的一个被具有相似结构的α-羟基酸所取代。由此，我们引入酯键替代酰胺键。
酯键在生物学环境中更容易水解和酶降解，使得我们能够随着时间增加可生物降解性并减少大体积水凝胶的稳定性。由酯键取代酰胺键的概念能够被用于探究氢键骨架的重要性，这是因为酯键缺乏质子，所述质子在普通的肽中是潜在的氢结合侧链。同时，所述酯键在扭转角、键角和键长方面与酰胺键可以较好地相当。
此外，许多α-羟基酸具有已经证明的生物活性特性。将它们与自组装肽骨架结合提供持续递送的生物活性α-羟基酸。
本发明的缩肽在水环境中，通过与Nguyen等或WO 2010/019716 A1中报道的不同的机制(2014)形成水凝胶。这一设计受到上述提到的一类自组装超短肽的启发。驱动亲本肽自组装的特征部分由N-端2-7个天然脂肪族氨基酸的“尾部”组成，其以总体疏水性向着C-端逐渐降低的顺序排列，亲水的C-端氨基酸形成极性的“头部”。当氨基酸配对并接着以反平行模式堆积在彼此的顶部以形成螺旋形纤维时，在水环境中发生自组装。通过原纤维进一步聚集形成捕获水的3D纳米纤维网络而获得水凝胶(Mishra等,2011；Reithofer等,2014-a；Reithofer等,2014-b；Hauser等,2011)
在设计所述缩肽时，将组成的脂肪族氨基酸中的一种由具有相似结构的α-羟基酸替换。对于缩肽类似物的实例Ac-ILVAGK-NH2，丙氨酸(A)由乳酸替换(Ac-ILVaGK-NH2，a＝乳酸；SEQ ID NO.52)。
表1.缩肽序列的具体实施方案
即便将酰胺键之一改变为酯键，所获得的缩肽依然能够自组装为水凝胶。但是，当与亲本肽相比时需要显著较高浓度的起始材料。有意思的是，CD研究表明，在自组装过程中，所述缩肽在达成最终的β-转角结构之前，采用两种不同的中间二级结构。随着缩肽浓度逐渐增加，在获得最终的β-转角结构之前，首先检测到α-螺旋然后是β-折叠中间结构。
我们也探究了所述缩肽水凝胶的降解、机械性能和细胞相容性。降解研究表明，所述缩肽显示pH依赖的降解，其中能够在碱性条件下加速水解。尽管所述缩肽形成坚硬的水凝胶，但是为了获得可与亲本肽相比的硬度，需要显著较高的浓度。所述缩肽和酯水解的降解产物是细胞相容的。这很好地显示了他们在生物医学应用中作为组织工程的支架和药物递送的材料的用途。
实施例
1.材料和方法
1.1材料
Fmoc-lys-rink树脂(0.42mg/mol树脂)，Fmoc保护的氨基酸，即甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸，2-(7-氮杂-1H-苯并三唑)-1,1,3,3-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)购自GL Biochem(上海)有限公司。二甲基甲酰胺(DMF)(分析级)购自Fisher ScientificUK。乙酸酐(Ac2O)和二甲基亚砜(DMSO)购自Sigma Aldrich。N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)、二氯甲烷(DCM)、三氟乙酸(TFA)和TIS(三异丙基硅烷)购自Alfa Aesar，a Johnson MattheyCompany。哌啶购自Merck Schuchardt OHG公司。二乙醚(Et2O)购自Tedia Company Inc.，且乳酸购自Sigma-Aldrich。所有化学品按照接收时的原样使用。
所有基于肽的化合物均在配备有phenomenex Lunar C18色谱柱(150×21.2mm 5μM)的安捷伦1260Infinity制备型HPLC系统上进行纯化。将HPLC经过主动分流器与SQ-MS联用以进行质量触发的级分收集。MilliQ水和HPLC级乙腈，二者均含有0.1％的甲酸，被用作洗脱剂。用Bruker AV-400(400MHz)仪器记录1H和13C的核磁共振波谱，并且所有信号都参考溶剂的残留峰。
1.2缩肽制备
使用固相肽合成方法合成乙酰化异亮氨酸-亮氨酸-缬氨酸-乳酸-甘氨酸-赖氨酸(Ac-ILVaGK-NH2,a＝乳酸)[SEQ ID NO:52]缩肽。
简言之，称重出Fmoc-lys-rink树脂并使用DMF溶胀一小时。然后，添加10当量的Ac2O和DIPEA以封闭树脂上的任意游离胺，并且允许反应45分钟。然后使用DMF清洗树脂，接着进行一系列的去保护反应和偶联反应，所述去保护反应使用溶解于DMF中的20％哌啶的，所述偶联反应在HOBT和DIPEA存在下用TBTU添加3当量希望的氨基酸。偶联Fmoc-Gly-OH之后，将Fmoc基团移除，并且使用TBTU、HOBT和DIPEA作为偶联剂偶联乳酸(3当量)。允许反应进行10分钟。用DMF清洗树脂5次并用DCM清洗两次之后，使用8当量Fmoc-Val-OH、DIC和10摩尔％DMAP实施酯化。为了这一目的，将Fmoc-Val-OH溶解在DMF/DMC(2:1)中并添加DIC和DMAP。允许反应进行过夜。如上文所述，使用TBTU为偶联剂偶联下述的氨基酸。
使用4倍过量的Ac2O和DIPEA实施N-端乙酰化。所有反应之后，使用DMF和DCM清洗树脂，使其干燥后使用95％TFA、2.5％水和2.5％TIS混合物将肽从树脂上解离。在减压下去除溶剂并且稍后添加Et2O以沉淀肽。通过离心分离肽，用Et2O清洗两次并在减压下干燥。通过将肽溶解在最低量的DMSO中，在制备型高效液相色谱电喷雾电离质谱(HPLC ESI MS)(购自安捷伦科技公司，1260infinity系列)HPLC-MS系统中进行纯化。产量：1.28g(60％)。
1H-NMR(d6-dmso):8.23(m,1H),8.03,(m,2H),7.91(m,2H),7.37(s,1H),7.08(s,1H),4.98(m,1H),4.38(m,1H),4.26-4.11(m,3H),3.78(m,2H),2.74(m,2H),2.10(m,1H),1.84(s,3H),1.68(m,2H),1.62–1.20(m,12H),1.06(m,1H),0.88(m,9H),0.80(m,9H)ppm。
13C-NMR(d6-dmso):173.4,172.4,171.1,170.5,170.2,169.3,168.3,70.1,57.1,56.9,52.0,50.8,41.8,40.7,38.8,36.8,31.5,29.8,26.8,24.4,24.1,23.0,22.5,22.3,21.7,18.9,17.9,17.7,15.4,11.0ppm。
ESI-MS:C30H56N7O8([M+H+]+)计算值642.42，实测值：m/z 62.4。
1.3Ac-ILV-OH合成：
类似于上述用于基于Fmoc的标准合成方法合成肽。但是使用Wang树脂替代rink酰胺树脂，以产生未保护的肽。如上文所述进行裂解和纯化。
1H-NMR(d6-dmso):12.59(bs,1H),8.03(d,3JH,H＝8.4Hz,1H),7.92(d,3JH,H＝8.8Hz,1H),7.78(d,3JH,H＝8.5Hz,1H),4.37(m,1H)4.14(m,2H),2.04(m,1H),1.84(s,3H),1.68(m,1H),1.59(m,1H),1.42(m,3H)1.06(m,1H),0.90-0.75(m,18H)ppm。
13C-NMR(d6-dmso):173.2,172.4,171.5,169.6,57.5,57.2,51.3,41.2,36.9,30.3,24.8,24.5,23.5,22.9,22.1,19.5,18.3,15.8,11.4ppm。
ESI-MS:C19H36N3O5([M+H+]+)计算值386.27,实测值：m/z 386.2。
1.4HO-aGK-NH合成：
类似于上述的方法合成肽；但是在偶联乳酸之后裂解肽。
13C-NMR(H2O/D2O 95:5):178.4,176.7,171.5,67.6,53.2,42.1,39.3,30.3,26.2,21.9,19.5ppm。
ESI-MS:C11H23N4O4([M+H+]+)计算值275.17,实测值：m/z 275.2。
1.5振荡流变测定法
在27℃下，在TA ARES-G2系列上的8mm锯齿状不锈钢平行板上实施流变测定。在0.1％应变从0.1rad/s至100rad/s/进行频率扫描。在1rad/s从0.01至100％应变进行应变扫描。
1.6CD-光谱
通过配备了Peltier温度控制器的Aviv 410CD分光光度计，使用配有盖子的矩形石英杯和0.01的光程长收集CD光谱。在从190–270nm的波长范围内以0.5nm的间隔实施数据采集。
1.7FESEM
将水凝胶样品快速冷冻并保存在-80℃。然后将冷冻的样品进行冷冻干燥。使用碳传导带将冻干样品固定到样品架上，并在JEOL JFC-1600高分辨率溅射镀膜机中用铂从顶端和侧面都喷射。涂层电流是20mA并且该过程持续50秒钟。然后通过JEOL JSM-7400F场发射扫描电子显微镜(FESEM)系统，使用2kV的加速电压检查感兴趣的表面。
1.8细胞相容性
从Lonza(巴塞尔，瑞士)获得人类间充质干细胞hMSC并且培养在含有5％胎牛血清、2％L-谷氨酰胺和0.1％青霉素-链霉素(Lonza)的MSC生长培养基(MSCGM)中。使用细胞增殖试剂WST-1分析测量细胞新陈代谢活性(Roche Diagnostics,Mannheim,Germany)。简言之，每个孔中接种5000个hMSC细胞，并且添加含有样品的培养基至需要的浓度(n＝6)。在37℃孵育72小时之后，吸出培养基并添加含有10％WST-1试剂的培养基2小时。测量450nm的吸光度并减去600nm的吸光度。针对培养在含有相同体积的PBS的培养基中的细胞(即100％细胞存活)，进一步标准化吸光度读数，以确定细胞存活百分比。用相同体积的乙醇培养的细胞用作阴性对照(即100％细胞死亡)。
2.结果与讨论
2.1设计与合成
如上文所讨论的，我们之前已经报道了新的一类脂肪族两亲超短肽，其具有在水中自组装形成具有非常高的机械强度并且在体内和体外极其稳定的仿生纳米纤维水凝胶的固有倾向。它们的稳定性和对快速酶促降解的抵抗性对于诸如用于椎间盘退行性疾病的注射疗法的应用，以及需要该构造以在长时期内提供结构支持的其他组织工程应用而言是具有优势的。但是，在研发其中的水凝胶需要以快速方式降解的这些水凝胶(诸如用于药物和基因递送的注射材料)的过程中，具有增强的降解作用的自组装水凝胶将是有优势的。
为了设计水解活性缩肽类似物，我们将肽序列中的一个氨基酸用α-羟基酸代替。作为一个实施方案，合成缩肽类似物Ac-ILVAGK-NH2(Ac-IK6-NH2)[SEQ ID NO:71]，其中丙氨酸(A)用乳酸代替(Ac-ILVaGK-NH2；a＝乳酸，图1)[SEQ ID NO:52])。使用Fmoc-Lys-Rink-Am树脂作为起始材料，在固相上进行合成。使用标准的肽合成流程；但是酯化反应使用DIC/DMAP作为偶联剂进行过夜。在HPL纯化之后获得产率优良的终缩肽。
2.2凝胶化性能
为了确定水中的最小凝胶化浓度，将缩肽溶解在MilliQ水中。基于我们对在MilliQ水中具有10mg/mL最小凝胶化浓度的亲本肽Ac-IK6-NH2的经验，我们预期所述缩肽具有相似的结果。然而，当将样品置于室温下时，仅能在100mg/mL的浓度观察到水凝胶形成。与此相比，当将含有100mg/mL缩肽的样品溶解在90％的水中并且添加10％的10xPBS时，可以即刻观察到水凝胶形成。这一观察结果确证了已知在盐溶液存在下刺激增强的Ac-IK6-NH2凝胶化。此外，通过添加PBS缓冲液，最低凝胶化浓度可以降低至60mg/mL(图2)。
一般而言Ac-ILVaGK-NH2[SEQ ID NO:52]在水中以及在1xPBS缓冲液中的最低凝胶化浓度比其亲本肽Ac-IK6-NH2[SEQ ID NO:71]高大约10倍。这一结果表明，用酯键代替酰胺键之一显著地改变肽在水中形成稳定聚合物的能力，也阐明了氢键在自组装过程中的重要性。虽然酯键具有与酰胺键相当的键角，它能够作为氢键受体但是不能作为质子供体。这能够解释较高的最低凝胶化浓度。这种表现与Liskamp和其同事的观察结果(Rijkers等,2002)是一致的。Liskamp报道了基于糊精(20-29)结构的缩肽。其显示，用酯键代替关键残基足以显著推迟凝胶化，并能抑制纤维形成(Rijkers等,2002)。
尽管所述缩肽自身能够形成可降解的水凝胶，但是可加入它们以使得其亲本超短肽的大体积水凝胶结构不稳定。鉴于所述亲本肽的稳定性，所述缩肽解离大体积水凝胶的潜在能力能够被应用于将细胞从3D培养基温和地释放。所述缩肽能够被用于使得所述亲本肽水凝胶不稳定。在应用误差应该被纠正的情况下(对于化妆品应用诸如皮肤填充剂是特别重要的，其中患者可能想要降低后续的治疗的丰满度)，这是有利的。该机械性能支持这种需求(参见图3)。
我们能够形成所述缩肽和亲本肽的共-凝胶，其中的降解速率将依赖于其成分的相对浓度。在这样的共-凝胶系统中，酯键的水解导致2个较小的片段，其能够容易地弥散开，从而降低系统的总体积并且增加大体积支架的多孔性。对于组织工程应用，这提供了良好的策略，以随着时间增强往水凝胶内部的细胞迁移，并且允许通过细胞外基质的细胞分泌的天然基质重塑。
所述缩肽的刺激响应性质为注射治疗、生物打印和细胞封装的应用开辟了道路。由于所述缩肽显示了良好的水溶解性，形成具有低粘度的溶液，其将防止针/打印机中的溶液阻塞。与生理盐溶液(诸如磷酸缓冲盐，PBS)的相互作用刺激了凝胶化。可以通过缩肽浓度、pH和离子浓度调整凝胶化的动力学。我们可以在凝胶化过程中封装细胞、纳米颗粒、小分子和治疗药物、寡核苷酸、核酸和蛋白质。
通过将该技术扩展到3D微滴打印和生物铸模，我们能够获得具有独特的多功能微小生境的生物学、器官型的构造体。
也能够获得多细胞构造体，因为所述水凝胶能够在打印过程中从空间上限制不同细胞类型。所述支架将提供具有机械稳定性的共-封装细胞。能够共-递送基因、分子、生长因子和其他蛋白质，以增强细胞存活、促进干细胞分化和调整宿主免疫应答。所获得的3D生物学构造能够被用作用于筛选药物的细胞器模型，研究细胞行为和疾病进程，以及用作用于再生医学的组织工程植入体。
2.3FESEM研究
通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究缩肽水凝胶支架的形态学特征，且Ac-ILVaGK-NH2[SEQ ID NO:52]水凝胶的代表性图像显示于图4中。在两张图中，缩肽的纤维化是清晰可见的，确认了所述化合物在水中自组装的能力。
2.4CD光谱
为了进一步表征酯键的影响，进行了CD研究。我们之前已经报道了这类超短肽的自组装过程(Mishra等,2011；Hauser等,2011)。详细的CD研究阐明了浓度依赖的二级结构变化。在低浓度下，超短自组装亲本肽显示无规则卷曲结构，其随着浓度增加改变为α-螺旋二级结构。如果浓度进一步增加，可以观察到第二次转换为β-转角，其也也能够被看作是最终状态或稳定状态。
当用CD光谱研究所述缩肽时，观察到向终结构的略微不同的转变。新鲜制备不同浓度的缩肽并记录CD光谱。正如所预期那样，Ac-ILVaGK-NH2[SEQ ID NO.52]缩肽呈现浓度依赖的二级结构变化。结果显示于图5中。与使用亲本肽观察到的结果一致，所述缩肽在低浓度时显示无规卷曲结构。然而，与亲本肽相比，随机卷曲结构在高至大于50mg/mL的浓度大量存在。仅在100mg/mL时，向α-螺旋的转换开始确立。在120mg/mL时，观察到明确的α-构象。有意思的是，当浓度进一步增加时，检测到第二中间结构。与显示从α-螺旋到β-转角的构象改变的Ac-IK6-NH2[SEQ ID NO:71]形成对比的是，所述缩肽显示从α-螺旋到β-折叠的改变。与此相反，当研究亲本超短自组装肽的CD光谱时，从未观察到β-折叠结构。
到目前为止，在我们的这类超短肽中从未通过CD光谱观察到β-折叠结构。为了确定，β-折叠构象是否代表了组装的最终状态，将溶液的浓度增加至150mg/mL。所获得的CD光谱显示结构构象进一步变化，藉此可以观察到从β-折叠向β-转角的转换。
据我们所知，这是其二级结构经历三种浓度依赖的变化的肽/缩肽的第一个实例。该结果表明，β-折叠结构是一个非常不稳定的结构，并且最好能够被描述为是经过β-折叠转换的α-螺旋向β-转角的构象改变的快照。酰胺键交换为酯键似乎可以显著变慢并降低α-螺旋向β-转角转变的速度。此外，最终的β-转角结构的稳定性好像更接近β-折叠转变状态，该状态导致可由CD光谱观察到的β-折叠构象。基于这些结果，我们相信，我们的肽中的大部分经历了从α-螺旋向β-折叠向β-转角的转变，由于β-转角结构与β-折叠结构相比显著更高的稳定性，其在CD光谱中不能被观察到。通过移除一个氢键供体，最终的结构的稳定性似乎降低了，其也能够通过最小凝胶化浓度的增加看出来，并因此导致可观察到的β-折叠结构。
2.5降解研究
为了检测所述缩肽的降解能力，将2mg/mL溶解在pH 5.7、7.3和8.5的PBS缓冲溶液中。所有的样品都在37℃下孵育并且由HPLC-MS分析。观察到pH依赖性，所述缩肽在pH 8.5时最不稳定，并且在pH 5.7时最稳定。
为了表征所述缩肽的降解产物，合成Ac-ILV-OH和HO-aGK-NH2并通过HPLC-MS确定滞留时间。正如所预期的那样，所述缩肽的降解产物不仅显示相同的滞留时间，而且通过质谱确认所述化合物的同一性。
2.6细胞相容性
为了确定缩肽的细胞毒性和对于细胞增殖的影响，将人类间充质干细胞(hMSCs)与各种浓度的缩肽孵育，并且在3天之后检测他们的新陈代谢活性和活力。随着缩肽浓度逐渐增加，细胞活力降低。IC50值是大约15mg/mL。为了解决细胞毒性能够归因于酯键水解之后的降解产物的担心，也评估了可能的降解产物，Ac-ILV肽和HO-aGK-NH2缩肽。所述肽片段是极其耐受良好的，尤其是如果酸性被中和时。所述缩肽片段在浓度超过大约10mg/mL时显示了显著的细胞毒性。
2.7结论
我们在此报道了衍生自一类超短脂肪族肽的缩肽的合成。与他们的亲本肽相比，其最小凝胶化浓度可以增加高达10倍。他们对于盐显示刺激响应性，其减少差不多50％水凝胶形成所需缩肽的量。CD研究表明，所述缩肽在二级结构中呈现转换，显示从无规卷曲向α-螺旋向β-折叠和β-转角结构的构象改变。降解研究显示，所述缩肽能够在酯键处经历水解，并且发现降解的速率是pH依赖的。
应该理解所公开的具体实施方式仅被当作本发明的范例，并且如同相关领域的技术人员显而易见的，其进一步的变型或改进被认为落在本文中描述的本发明的宽泛范围和界限中。
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序列表
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<120> 用于生物医学应用的自组装超短脂肪族缩肽
<130> A32524WO
<150> SG 10201501744S
<151> 2015-03-06
<160> 71
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (6)..(6)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 1
Leu Ile Val Ala Gly Xaa
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<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 2
Leu Ile Val Ala Xaa
1 5
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<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 3
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1 5
<210> 4
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (6)..(6)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 4
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<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = alpha-羟基酸
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<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 5
Ile Leu Val Ala Xaa
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<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 6
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<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
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1 5
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<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
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(即AHA) = alpha-羟基酸
<220>
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<222> (6)..(6)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 8
Ala Ile Val Ala Gly Xaa
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<211> 5
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<220>
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(即AHA) = alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 9
Ala Ile Val Ala Xaa
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<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 10
Ala Ile Val Xaa Gly
1 5
<210> 11
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 羟基乙酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 11
Leu Ile Val Ala Xaa
1 5
<210> 12
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 12
Leu Ile Val Xaa Gly
1 5
<210> 13
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 苹果酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 13
Leu Ile Val Ala Xaa
1 5
<210> 14
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 苹果酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (6)..(6)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 14
Leu Ile Val Ala Gly Xaa
1 5
<210> 15
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 羟基乙酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 15
Ile Leu Val Ala Xaa
1 5
<210> 16
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 16
Ile Leu Val Xaa Gly
1 5
<210> 17
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 苹果酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 17
Ile Leu Val Ala Xaa
1 5
<210> 18
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 苹果酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (6)..(6)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 18
Ile Leu Val Ala Gly Xaa
1 5
<210> 19
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 羟基乙酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
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Ile Val Leu Ala Xaa
1 5
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<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 20
Ile Val Leu Xaa Gly
1 5
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<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 羟基乙酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 21
Ala Ile Val Ala Xaa
1 5
<210> 22
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 22
Ala Ile Val Xaa Gly
1 5
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<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = 苹果酸
<220>
<221> misc_feature
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Ala Ile Val Ala Gly Xaa
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<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2，Xaa
(即AHA) = alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 24
Ile Leu Val Xaa Gly
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<220>
<223> 式III的(X)b'
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<220>
<223> 式III的(X)b'
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<211> 5
<212> PRT
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<223> 式III的(X)b'
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Leu Ile Val Ala Ala
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<211> 5
<212> PRT
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<223> 式III的(X)b'
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Leu Ala Val Ala Gly
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<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'
<400> 29
Ala Ile Val Ala Gly
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<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
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<223> 式III的(X)b'
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Gly Ile Val Ala Gly
1 5
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<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'
<400> 31
Val Ile Val Ala Gly
1 5
<210> 32
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'
<400> 32
Ala Leu Val Ala Gly
1 5
<210> 33
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'
<400> 33
Gly Leu Val Ala Gly
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<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'
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Val Leu Val Ala Gly
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<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'
<400> 35
Ile Val Ala Gly
1
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<211> 4
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'
<400> 36
Leu Ile Val Ala
1
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<211> 4
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'
<400> 37
Leu Ile Val Gly
1
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<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 38
Leu Ile Val Ala Xaa Lys
1 5
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<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 39
Leu Ile Val Xaa Gly Lys
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<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 40
Leu Ile Val Xaa Gly Asp
1 5
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<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 41
Leu Ile Val Xaa Gly Asp
1 5
<210> 42
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 42
Ile Leu Val Ala Xaa Lys
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<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 43
Ile Leu Val Xaa Gly Lys
1 5
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<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 44
Ile Val Leu Ala Xaa Lys
1 5
<210> 45
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 45
Ile Val Leu Xaa Gly Lys
1 5
<210> 46
<211> 6
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<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
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Ala Ile Val Ala Xaa Ser
1 5
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<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 47
Ala Ile Val Xaa Gly Ser
1 5
<210> 48
<211> 4
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) =alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (3)..(3)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 48
Ile Val Xaa Asp
1
<210> 49
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 羟基乙酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 49
Leu Ile Val Ala Xaa Lys
1 5
<210> 50
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 50
Leu Ile Val Xaa Gly Lys
1 5
<210> 51
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 羟基乙酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 51
Ile Leu Val Ala Xaa Lys
1 5
<210> 52
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 52
Ile Leu Val Xaa Gly Lys
1 5
<210> 53
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 羟基乙酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 53
Ile Val Leu Ala Xaa Lys
1 5
<210> 54
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 54
Ile Val Leu Xaa Gly Lys
1 5
<210> 55
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 羟基乙酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 55
Leu Ile Val Ala Xaa Asp
1 5
<210> 56
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 56
Leu Ile Val Xaa Gly Asp
1 5
<210> 57
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 羟基乙酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (5)..(5)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 57
Ala Ile Val Ala Xaa Ser
1 5
<210> 58
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 58
Ala Ile Val Xaa Gly Ser
1 5
<210> 59
<211> 4
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式I的(XAHA)b-(Y)c或式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c，Xaa (即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (3)..(3)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 59
Ile Val Xaa Asp
1
<210> 60
<211> 4
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) =
alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 60
Ile Val Asp Xaa
1
<210> 61
<211> 4
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) =
alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 61
Ile Val Lys Xaa
1
<210> 62
<211> 7
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) =
alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (7)..(7)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 62
Ile Leu Val Ala Gly Lys Xaa
1 5
<210> 63
<211> 7
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) =
alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (7)..(7)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 63
Ile Leu Val Ala Gly Asp Xaa
1 5
<210> 64
<211> 7
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) =
alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (7)..(7)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 64
Ile Leu Val Ala Gly Ser Xaa
1 5
<210> 65
<211> 7
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) =
alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (7)..(7)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 65
Leu Ile Val Ala Gly Lys Xaa
1 5
<210> 66
<211> 7
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) =
alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (7)..(7)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 66
Leu Ile Val Ala Gly Asp Xaa
1 5
<210> 67
<211> 7
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) =
alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (7)..(7)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 67
Leu Ile Val Ala Gly Ser Xaa
1 5
<210> 68
<211> 7
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) =
alpha-羟基酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (7)..(7)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 68
Ala Ile Val Ala Gly Ser Xaa
1 5
<210> 69
<211> 4
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 69
Ile Val Asp Xaa
1
<210> 70
<211> 4
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 式III的(X)b'-(Y)c-(AHA)d，Xaa (即AHA) = 乳酸
<220>
<221> misc_feature
<222> (4)..(4)
<223> Xaa可以是任意天然存在的氨基酸
<400> 70
Ile Val Lys Xaa
1
<210> 71
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 亲本肽
<400> 71
Ile Leu Val Ala Gly Lys
1 5

Claims (56)

1.一种缩肽，能够自组装并形成水凝胶，其具有选自下述式I，II或III的通式：
Za-(XAHA)b-(Y)c-Z’d
(I)
其中
Z是N-端保护基；
a是至少1，
XAHA每次出现时独立地选自由脂肪族氨基酸和脂肪族氨基酸衍生物组成的群组，并且包括至少一种α-羟基酸；
b是选自2至7的整数；
Y选自由极性氨基酸和极性氨基酸衍生物组成的群组；
c是0、1或2；
Z’是C-端保护基；和
d是0或1,和
b+c是至少3；
Za-(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c-Z’e
(II)
其中
Z是N-端保护基；
a是至少1；
X每次出现时独立地选自由脂肪族氨基酸和脂肪族氨基酸衍生物组成的群组；
在b1+b2是2至7的条件下，b1和b2各自为选自0至7的整数，
AHA每次出现时独立地选自由α-羟基酸组成的群组；
d是1或者2；
Y选自由极性氨基酸和极性氨基酸衍生物组成的群组；
在b1+b2+c+d≤7的条件下，
c是0、1或者2；
Z’是C-端保护基；和
e是0或者1；
Za-(X)b'-(Y)c-(AHA)d-Z’e
(III)
其中
Z是N-端保护基；
a是至少1；
X每次出现时独立地选自由脂肪族氨基酸和脂肪族氨基酸衍生物组成的群组；
b’是选自2至7的整数；
Y选自由极性氨基酸和极性氨基酸衍生物组成的群组；
c是0、1或者2；
AHA每次出现时独立地选自由α-羟基酸组成的群组；
d是1或者2；
Z’是C-端保护基；和
e是0或者1，和
b’+c是至少2。
2.根据权利要求1所述的缩肽，其中所述α-羟基酸选自乳酸、羟基乙酸、苹果酸、2,3-二羟基丙酸、乳糖酸和柠檬酸。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的缩肽，其中所述脂肪族氨基酸和脂肪族氨基酸衍生物以及所述极性氨基酸和极性氨基酸衍生物是D-氨基酸或者L-氨基酸，
和/或其中所述α-羟基酸对应于为L或D形式的它们的天然氨基酸。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的缩肽，其中所述脂肪族氨基酸选自由丙氨酸(Ala,A)、高烯丙基甘氨酸、高炔丙基甘氨酸、异亮氨酸(Ile,I)、正亮氨酸、亮氨酸(Leu,L)、缬氨酸(Val,V)和甘氨酸(Gly,G)组成的群组，优选选自由丙氨酸(Ala,A)、异亮氨酸(Ile,I)、亮氨酸(Leu,L)、缬氨酸(Val,V)和甘氨酸(Gly,G)组成的群组。
5.根据权利要求4所述的缩肽，其中所述脂肪族氨基酸的全部或一部分以氨基酸大小递减的顺序在从N-端至C-端的方向排列，其中所述脂肪族氨基酸的大小被定义为I＝L>V>A>G，和/或其中总疏水性从N-端向C-端降低。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的缩肽，其中式I的(XAHA)b或者式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2具有选自下述的序列：
其中，任选的，在N-端这样的序列之前是A，并且其中AHA是指α-羟基酸。
7.根据权利要求6所述的缩肽，其中式I的(XAHA)b或者式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2具有选自下述的序列：
其中“g”是指羟基乙酸，“a”是指乳酸，和“m”是指苹果酸，
其中，任选地，在N-端这样的序列之前是A。
8.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的缩肽，其中式III的(X)b'具有选自下述的序列：
IV,
其中，任选地，在N-端这样的序列之前是A，
或者其中式III的(X)b'具有选自下述的序列：
其中，任选地，在N-端这样的序列之前是A。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的缩肽，其中
在式I中，b是从2至7的整数，优选3至7或者3至6或者2至6，或者更优选2至5，
在式II中，b1+b2是2至7，优选3至7或者3至6或者2至6，或者更优选2至5，和，
在式III中，b’是2至7的整数，优选3至7或者3至6或者2至6，或者更优选2至5。
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的缩肽，其中所述极性氨基酸选自由天冬氨酸(Asp,D)、天冬酰胺(Asn,N)、谷氨酸(Glu,E)、谷氨酰胺(Gln,Q)、5-N-乙基谷氨酰胺(茶氨酸)、瓜氨酸、硫代-瓜氨酸、半胱氨酸(Cys,C)、同型半胱氨酸、蛋氨酸(Met,M)、乙硫氨酸、硒代蛋氨酸、蛋氨酸碲、苏氨酸(Thr,T)、别苏氨酸、丝氨酸(Ser,S)、高丝氨酸、精氨酸(Arg,R)、高精氨酸、鸟氨酸(Orn)、赖氨酸(Lys,K)、N(6)-羧甲基赖氨酸、组氨酸(His,H)、2,4-二氨基丁酸(Dab)、2,3-二氨基丙酸(Dap)，和N(6)-羧甲基赖氨酸组成的群组，
其中所述极性氨基酸优选选自由天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、鸟氨酸(Orn)、2,4-二氨基丁酸(Dab)和2,3-二氨基丙酸(Dap)组成的群组。
11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的缩肽，其中c是2并且所述极性氨基酸是相同的氨基酸，
或者其中c是1并且所述极性氨基酸包括天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、2,4-二氨基丁酸(Dab)和组氨酸中的任一种，
优选赖氨酸、鸟氨酸、2,4-二氨基丁酸(Dab)和2,3-二氨基丙酸(Dap)。
12.根据前述权利要求中任一权利要求所述的缩肽，其中(Y)c具有选自下述的序列：Asp、Asn、Glu、Gln、Ser、Thr、Cys、Met、Lys、Orn、Dab、His、Asn-Asn、Asp-Asp、Glu-Glu、Gln-Gln、Asn-Gln、Gln-Asn、Asp-Gln、Gln-Asp、Asn-Glu、Glu-Asn、Asp-Glu、Glu-Asp、Gln-Glu、Glu-Gln、Asp-Asn、Asn-Asp Thr-Thr、Ser-Ser、Thr-Ser、Ser-Thr、Asp-Ser、Ser-Asp、Ser-Asn、Asn-Ser、Gln-Ser、Ser-Gln、Glu-Ser、Ser-Glu、Asp-Thr、Thr-Asp、Thr-Asn、Asn-Thr、Gln-Thr、Thr-Gln、Glu-Thr、Thr-Glu、Cys-Asp、Cys-Lys、Cys-Ser、Cys-Thr、Cys-Orn、Cys-Dab、Cys-Dap、Lys-Lys、Lys-Ser、Lys-Thr、Lys-Orn、Lys-Dab、Lys-Dap、Ser-Lys、Ser-Orn、Ser-Dab、Ser-Dap、Orn-Lys、Orn-Orn、Orn-Ser、Orn-Thr、Orn-Dab、Orn-Dap、Dab-Lys、Dab-Ser、Dab-Thr、Dab-Orn、Dab-Dab、Dab-Dap、Dap-Lys、Dap-Ser、Dap-Thr、Dap-Orn、Dap-Dab、Dap-Dap。
13.根据前述权利要求中任一权利要求所述的缩肽，其中式I的(XAHA)b-(Y)c或者式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c具有选自由下述序列组成的群组的序列：
其中AHA是指α-羟基酸。
14.根据权利要求13所述的缩肽，其中式I的(XAHA)b-(Y)c或者式II的(X)b1-(AHA)d-(X)b2-(Y)c具有选自由下述序列组成的群组的序列：
其中“g”是指羟基乙酸，“a”是指乳酸，和“m”是指苹果酸。
15.根据权利要求1-12中任一权利要求所述的缩肽，其中式III的(X)b’-(Y)c-(AHA)d具有选自由下述序列组成的群组的序列：
其中AHA是指α-羟基酸。
16.根据权利要求15所述的缩肽，其中式III的
(X)b’-(Y)c-(AHA)d具有选自由下述序列组成的群组的序列：
IVDa (SEQ ID NO:69),
IVKa (SEQ ID NO:70),
其中“a”是指乳酸。
17.根据前述权利要求中任一权利要求所述的缩肽，其中a是1，并且所述N-端保护基Z具有通式–C(O)–R，其中R选自由H、未取代的烷基或经取代的烷基，和未取代的芳基或经取代的芳基组成的群组，
其中R优选选自由甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基和异丁基组成的群组。
18.根据前述权利要求中任一权利要求所述的缩肽，其中所述N-端保护基Z是乙酰基团。
19.根据前述权利要求中任一权利要求所述的缩肽，其中所述N-端保护基Z是模拟肽分子，包括天然和合成的氨基酸衍生物，其中所述模拟肽分子的N-端可以被选自由羧酸、酰胺、醇、醛、胺、亚胺、腈、尿素类似物、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、马来酰亚胺、乙烯砜、叠氮化物、炔烃、烯烃、碳水化合物、酰亚胺、过氧化物、酯、芳基、酮、亚硫酸盐、亚硝酸盐、膦酸酯和硅烷组成的群组的功能基团修饰。
20.根据前述权利要求中任一权利要求所述的缩肽，其中所述C-端保护基Z’是酰胺基或酯基。
21.根据权利要求20所述的缩肽，其中所述C-端保护基Z’是酰胺基并且所述缩肽的C-端具有式-CONHR或者式-CONRR’，R和R’选自由H、未取代的烷基或经取代的烷基，和未取代的芳基或经取代的芳基组成的群组。
22.根据权利要求20所述的缩肽，其中所述C-端保护基Z’是酯基并且所述缩肽的C-端具有式–CO2R，R选自由H、未取代的烷基或经取代的烷基，和未取代的芳基或经取代的芳基组成的群组。
23.根据权利要求1-19中任一权利要求所述的缩肽，其中所述C-端保护基Z’是模拟肽分子，包括天然和合成的氨基酸衍生物，其中所述模拟肽分子的C-端可以被选自由羧酸、酰胺、醇、醛、胺、亚胺、腈、尿素类似物、硫醇、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、马来酰亚胺、乙烯砜、叠氮化物、炔烃、烯烃、碳水化合物、酰亚胺、过氧化物、酯、硫酯、芳基、酮、亚硫酸盐、亚硝酸盐、膦酸酯和硅烷组成的群组的功能基团修饰。
24.一种用于制备水凝胶的方法，所述方法包括将至少一种如权利要求1-23中任一权利要求所定义的缩肽溶解在水溶液中。
25.根据权利要求24所述的方法，其包括至少一种如权利要求1-23中任一权利要求所定义的缩肽的刺激响应凝胶化，
其中所述刺激或凝胶化条件选自盐浓度、pH、离子浓度和/或缩肽浓度。
26.根据权利要求25所述的方法，其中在生理条件下在盐的存在下(诸如PBS，或者0.9％生理盐水和PBS)实施凝胶化。
27.根据权利要求24-25中任一权利要求所述的方法，其中所述至少一种缩肽以从10mg/mL至500mg/mL的浓度溶解，优选以50mg/mL至150mg/mL的浓度溶解，更优选以大约60mg/mL或者大约100mg/mL的浓度溶解。
28.根据权利要求24-27中任一权利要求所述的方法，其包括在凝胶化/自组装之前或期间添加进一步的化合物，所述进一步的化合物由所述水凝胶封装，
其中所述进一步的化合物可选自：
生物活性分子或部分，
诸如生长因子、细胞因子、脂质、细胞受体配体、激素、前药、药物、维生素、抗原、抗体、抗体片段、寡核苷酸(包括但不限于DNA、信使RNA、短发夹RNA、小干扰RNA、微小RNA、肽核酸、适体)、糖类；
标签、染料，
诸如成像造影剂；
病原体，
诸如病毒、细菌和寄生虫；
量子点、纳米颗粒和微粒，
或者其组合。
29.根据权利要求24-28中任一权利要求所述的方法，其包括在凝胶化/自组装之前或期间添加或混合细胞，所述细胞由水凝胶封装，
其中所述细胞可以是干细胞(间充质干细胞、祖细胞、胚胎干细胞和诱导性多能干细胞)、转分化祖细胞和分离自患者样本的原代细胞(纤维母细胞、髓核)，
所述方法优选包括在凝胶化之前或期间添加进一步的化合物(诸如权利要求28所定义的)，其中所述进一步的化合物由水凝胶共封装，
所述方法任选地包括在凝胶化/自组装之前或期间添加或混合不同的细胞和/或包括在凝胶化之后将细胞添加或混合到所述水凝胶上。
30.根据权利要求29所述的方法，其包括下述步骤：
(1)在凝胶化之前或期间添加或混合细胞，所述细胞由水凝胶封装；和
(2)接下来将细胞添加到打印的水凝胶上，
其中(1)和(2)的所述细胞是相同的或者不同的，
并且可以是干细胞(成体干细胞、祖细胞、胚胎干细胞和诱导性多能干细胞)、转分化的祖细胞，以及原代细胞(分离自患者)和细胞系(诸如上皮细胞、神经元细胞、造血细胞和癌细胞)。
31.根据权利要求24-30中任一权利要求所述的方法，其包括不同缩肽的使用。
32.一种用于制备共-凝胶或者共-水凝胶的方法，所述方法包括：
(a)优选在如权利要求27所定义的条件下，将至少一种如权利要求1-23中任一权利要求所定义的缩肽溶解在水溶液中，
(b)将至少一种与步骤(a)的缩肽具有相同序列但不包括AHA的肽(“亲本肽”)溶解在水溶液中，
(c)将(a)和(b)的溶液混合并凝胶化，
优选如权利要求25和权利要求26中所定义的刺激响应凝胶化，
(d)获得所述共-凝胶或者共-水凝胶。
33.一种水凝胶，其包括至少一种如权利要求1-23中任一权利要求所定义的缩肽，
优选由权利要求24-31中任一权利要求所述的方法获得。
34.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的水凝胶，其中与含有亲本肽的水凝胶相比，所述水凝胶具有较低的降解稳定性，其中所述亲本肽即具有与所述缩肽相同的序列但不包括AHA的肽。
35.根据权利要求33或权利要求34所述的水凝胶，其中所述水凝胶在室温下在水溶液中稳定至少7天的时间，优选至少2至4周，更优选至少1至6个月。
36.根据权利要求33-35中任一权利要求所述的水凝胶，其中所述水凝胶的特征在于储能模量G’相对于损耗模量G”的比例为大于2。
37.根据权利要求33-36中任一权利要求所述的水凝胶，其中所述水凝胶的特征在于在从0.02Hz至16Hz范围内的频率，储能模量G’为从100Pa至80,000Pa。
38.根据权利要求33-37中任一权利要求所述的水凝胶，其中所述水凝胶具有可调整的机械性能，诸如能够通过改变pH、离子浓度和缩肽浓度调整的硬度。
39.一种共-凝胶或者共-水凝胶，其包括：
至少一种如权利要求1-23中任一权利要求所定义的缩肽，和
至少一种亲本肽，即具有与缩肽相同的序列但不包括AHA的肽，
优选地由根据权利要求32所述的方法获得。
40.根据权利要求39所述的共-凝胶或共-水凝胶，其中与包括亲本肽的水凝胶相比，所述共-凝胶或者共-水凝胶具有较低的降解稳定性，所述亲本肽即具有与所述缩肽相同的序列但不包括AHA、不是所述缩肽的肽。
41.根据权利要求34-38中任一权利要求所述的水凝胶，或者根据权利要求39或权利要求40所述的共-凝胶或共-水凝胶，其进一步包括：
—进一步的化合物，其由所述水凝胶或者所述共-凝胶或者共-水凝胶封装，其中所述进一步的化合物可选自：
生物活性分子或部分，
诸如生长因子、细胞因子、脂质、细胞受体配体、激素、前药、药物、维生素、抗原、抗体、抗体片段、寡核苷酸(包括但不限于DNA、信使RNA、短发夹RNA、小干扰RNA、微小RNA、肽核酸、适体)、糖类；
标签、染料，
诸如成像造影剂；
病原体，
诸如病毒、细菌和寄生虫；
量子点、纳米颗粒和微粒；
或者其组合，
和/或
—细胞，其由所述水凝胶或者所述共-凝胶或者共-水凝胶封装和/或在凝胶化之后添加到所述水凝胶或者所述共-凝胶或者共-水凝胶上，
其中所述细胞是相同的或者不同的，并且可以是干细胞(成体干细胞、祖细胞、胚胎干细胞和诱导性多能干细胞)、转分化的祖细胞，以及原代细胞(分离自患者)和细胞系(诸如上皮细胞、神经元细胞、造血细胞和癌细胞)。
42.一种药物组合物和/或化妆品组合物和/或生物医学设备和/或外科植入物，其包括：
至少一种根据权利要求1-23中任一权利要求所述的缩肽，
根据权利要求33-38或41中任一权利要求所述的水凝胶，或者
根据权利要求39-41中任一权利要求所述的共-凝胶或共-水凝胶。
43.根据权利要求42所述的药物组合物和/或化妆品组合物和/或生物医学设备和/或外科植入物，其进一步包括药物活性化合物，和任选的药物学可接受的载剂。
44.根据权利要求42或权利要求43所述的药物组合物和/或化妆品组合物，其是可注射的。
45.一种套装试剂盒，所述试剂盒包括：
第一容器，含有至少一种根据权利要求1-23中任一权利要求所述的缩肽，和
第二容器，含有水溶液，
其中，任选地所述第一容器和/或所述第二容器进一步包括药物活性化合物，
任选地，第三容器，其含有凝胶化增强剂，
其中所述凝胶化增强剂优选是盐或者盐溶液。
46.根据权利要求45所述的套装试剂盒，其进一步包括：
第四容器，其含有所述第一容器的所述至少一种缩肽的至少一种亲本肽，和
第五容器，其含有水溶液。
47.根据权利要求45或权利要求46所述的套装试剂盒，其中所述第一容器、第二容器、第三容器、第四容器，或者第五容器中的至少一个作为喷雾瓶或者注射器提供。
48.一种根据权利要求1-23中任一权利要求所述的缩肽、根据权利要求33-38或41中任一权利要求所述的水凝胶、根据权利要求39-41中任一权利要求所述的共-凝胶或共-水凝胶，或者根据权利要求42-44中任一权利要求所述的药物组合物和/或化妆品组合物和/或生物医学设备和/或外科植入物的用途，其用于
—再生医学和组织再生或者组织替代，
例如，脂肪组织和软骨组织的再生，
—可植入支架，
—疾病模型，
—创伤治疗和/或创伤愈合，
—2D和3D合成细胞培养基质，
—干细胞治疗，
—药物递送，优选持续的或可控释放的药物递送，
—注射治疗，
—骨骼系统退行性疾病的治疗，
例如，椎间盘退行性疾病，或者尿失禁，
—生物传感器开发，
—高通量筛选，
—生物功能化表面，
—生物制造，诸如生物打印，
—化妆品用途；
和
—基因治疗。
49.一种组织再生或者组织替代的方法，其包括步骤：
a)提供根据权利要求33-38中任一权利要求所述的水凝胶，或者
根据权利要求39或者权利要求40所述的共-凝胶或者共-水凝胶；
b)将所述水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶暴露于用于形成再生组织的细胞；
c)允许所述细胞在所述水凝胶上或在所述水凝胶中生长。
50.根据权利要求49所述的方法，其在体外或者在体内或者离体实施。
51.根据权利要求50所述的方法，其在体内实施，其中，在步骤a)中，在患者体内意图进行组织再生或者组织替代的位置提供所述水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶。
52.根据权利要求50或权利要求51所述的方法，其中通过将所述水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶或者至少一种根据权利要求1-23中任一权利要求所述的缩肽的溶液注射到患者体内意图进行组织再生或组织替代的位置而实施所述步骤a)。
53.根据权利要求52所述的方法，其中所述步骤a)进一步包括共注射凝胶增强剂，优选盐溶液。
54.根据权利要求50所述的方法，其离体实施，其中，在步骤a)或步骤b)中，将来自患者或者来自捐赠者的细胞与所述水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶混合，并且将所获得的混合物提供到患者体内意图进行组织再生或组织替代的位置。
55.根据权利要求49-54中任一权利要求所述的方法，其中所述组织选自包含皮肤组织、椎间盘中的髓核、软骨组织、滑液和膀胱颈中的粘膜下结缔组织的群组。
56.根据权利要求49-55中任一权利要求所述的方法，其中所述水凝胶或者共-凝胶或者共-水凝胶包括一种或多种刺激再生过程和/或调节免疫反应的生物活性治疗剂。
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