CN116253805B - 一种多肽、水凝胶和用途 - Google Patents
一种多肽、水凝胶和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116253805B CN116253805B CN202310292729.XA CN202310292729A CN116253805B CN 116253805 B CN116253805 B CN 116253805B CN 202310292729 A CN202310292729 A CN 202310292729A CN 116253805 B CN116253805 B CN 116253805B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polypeptide
- amino acid
- lysosome
- acid sequence
- hydrogel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 title claims abstract description 138
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 title claims abstract description 125
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 title claims abstract description 122
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims abstract description 31
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 8
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims abstract 8
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 claims description 2
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 claims description 2
- 210000003712 lysosome Anatomy 0.000 abstract description 40
- 230000001868 lysosomic effect Effects 0.000 abstract description 39
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 abstract description 16
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 abstract description 8
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 abstract description 7
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 abstract description 7
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 abstract description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 abstract description 3
- GOJUJUVQIVIZAV-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4,6-dichloropyrimidine-5-carbaldehyde Chemical group NC1=NC(Cl)=C(C=O)C(Cl)=N1 GOJUJUVQIVIZAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 23
- 229940049595 antibody-drug conjugate Drugs 0.000 description 15
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 15
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 13
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 12
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000000611 antibody drug conjugate Substances 0.000 description 9
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 9
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 9
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 7
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 7
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 6
- 230000004700 cellular uptake Effects 0.000 description 6
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000002132 lysosomal effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 5
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 4
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 4
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 4
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 4
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 4
- ASPDJZINBYYZRU-UHFFFAOYSA-N 5-amino-2-chlorobenzotrifluoride Chemical compound NC1=CC=C(Cl)C(C(F)(F)F)=C1 ASPDJZINBYYZRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 description 3
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 description 3
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 3
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102000004225 Cathepsin B Human genes 0.000 description 2
- 108090000712 Cathepsin B Proteins 0.000 description 2
- 102000005600 Cathepsins Human genes 0.000 description 2
- 108010084457 Cathepsins Proteins 0.000 description 2
- 150000008574 D-amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 108010040476 FITC-annexin A5 Proteins 0.000 description 2
- 108010072610 N-acetyl-gamma-glutamyl-phosphate reductase Proteins 0.000 description 2
- 102000004243 Tubulin Human genes 0.000 description 2
- 108090000704 Tubulin Proteins 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 2
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 2
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 2
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 108091006116 chimeric peptides Proteins 0.000 description 2
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000000857 drug effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000002502 liposome Substances 0.000 description 2
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 230000036457 multidrug resistance Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 2
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 2
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 229940126586 small molecule drug Drugs 0.000 description 2
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 2
- 239000012730 sustained-release form Substances 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 230000004614 tumor growth Effects 0.000 description 2
- 230000005909 tumor killing Effects 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 108050008874 Annexin Proteins 0.000 description 1
- 102000000412 Annexin Human genes 0.000 description 1
- 102000020313 Cell-Penetrating Peptides Human genes 0.000 description 1
- 108010051109 Cell-Penetrating Peptides Proteins 0.000 description 1
- 108010009685 Cholinergic Receptors Proteins 0.000 description 1
- 150000008575 L-amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 101710151321 Melanostatin Proteins 0.000 description 1
- 102400000064 Neuropeptide Y Human genes 0.000 description 1
- 102000003797 Neuropeptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000189 Neuropeptides Proteins 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 102000034337 acetylcholine receptors Human genes 0.000 description 1
- 239000000980 acid dye Substances 0.000 description 1
- DPKHZNPWBDQZCN-UHFFFAOYSA-N acridine orange free base Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=NC3=CC(N(C)C)=CC=C3C=C21 DPKHZNPWBDQZCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- -1 amino, carboxyl Chemical group 0.000 description 1
- 230000001093 anti-cancer Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N benzoquinolinylidene Natural products C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012984 biological imaging Methods 0.000 description 1
- 230000008499 blood brain barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 210000001218 blood-brain barrier Anatomy 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 201000007983 brain glioma Diseases 0.000 description 1
- 239000012598 cell culture matrix Substances 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 208000015114 central nervous system disease Diseases 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 230000008045 co-localization Effects 0.000 description 1
- 238000004624 confocal microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 125000003963 dichloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000012202 endocytosis Effects 0.000 description 1
- 210000002472 endoplasmic reticulum Anatomy 0.000 description 1
- 210000001163 endosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 1
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012216 imaging agent Substances 0.000 description 1
- 230000005847 immunogenicity Effects 0.000 description 1
- 230000006662 intracellular pathway Effects 0.000 description 1
- 239000007928 intraperitoneal injection Substances 0.000 description 1
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000008176 lyophilized powder Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002539 nanocarrier Substances 0.000 description 1
- 238000012758 nuclear staining Methods 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- URPYMXQQVHTUDU-OFGSCBOVSA-N nucleopeptide y Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(N)=O)NC(=O)[C@H](CC=1NC=NC=1)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@@H](N)CC=1C=CC(O)=CC=1)C1=CC=C(O)C=C1 URPYMXQQVHTUDU-OFGSCBOVSA-N 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- XJMOSONTPMZWPB-UHFFFAOYSA-M propidium iodide Chemical compound [I-].[I-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CCC[N+](C)(CC)CC)=C1C1=CC=CC=C1 XJMOSONTPMZWPB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- UQDJGEHQDNVPGU-UHFFFAOYSA-N serine phosphoethanolamine Chemical compound [NH3+]CCOP([O-])(=O)OCC([NH3+])C([O-])=O UQDJGEHQDNVPGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K7/00—Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- C07K7/04—Linear peptides containing only normal peptide links
- C07K7/06—Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/04—Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- A61K38/08—Peptides having 5 to 11 amino acids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
- A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
- A61K47/62—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being a protein, peptide or polyamino acid
- A61K47/64—Drug-peptide, drug-protein or drug-polyamino acid conjugates, i.e. the modifying agent being a peptide, protein or polyamino acid which is covalently bonded or complexed to a therapeutically active agent
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/06—Ointments; Bases therefor; Other semi-solid forms, e.g. creams, sticks, gels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P35/00—Antineoplastic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K2319/00—Fusion polypeptide
- C07K2319/01—Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif
- C07K2319/10—Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif containing a tag for extracellular membrane crossing, e.g. TAT or VP22
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
本发明属于生物技术领域，公开了一种多肽，所述多肽为如下任一种：(I)、如SEQ IDNo.1所示的氨基酸序列；或(II)、(I)所示序列中缺失、取代或添加1个或2个氨基酸而得的氨基酸序列，且与(I)所述的氨基酸序列功能相同的氨基酸序列；(I)和/或(II)所示的氨基酸序列中至少一个氨基酸为D型氨基酸。本发明实现肿瘤细胞的杀灭的原理在于：通过自组装多肽在溶酶体内聚集形成纳米纤维，通过溶胀的作用破坏溶酶体膜的通透性；实现该原理需要多肽具有部分正电荷、能够在溶酶体内富集的功能、能够不被轻易的被溶酶体内的酶分解。经过反复筛选，得到本发明的多肽。同时，本发明还提供了该多肽的用途以及水凝胶。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种多肽、水凝胶和用途。
背景技术
癌症死亡原因的50％～60％为肿瘤多药耐药(multidrug resistance,MDR)所致，虽然纳米药物载体在抗肿瘤治疗方面已取得许多重大发现，但目前仍存在静脉给药大部分在肝、脾等脏器积累、肿瘤靶向性差等现状。有研究证实,纤维形载体可明显减少纳米载体的肝、脾积累,延长其体内循环时间。
多肽本身是由一些天然氨基酸组成，其暴露的氨基，羧基，巯基易于修饰，自可组装形成纳米纤维，因其良好的生物相容性、易于合成、可降解等优点在生物医学研究领域受到的广泛关注,具有良好的应用前景，已被用做三维细胞培养基质、组织工程以及药物的缓控释载体，抗肿瘤治疗等。
天然氨基酸一般为L型，而生物体内存在大量的蛋白酶,可以识别并降解由天然的L构型氨基酸所组成的多肽和蛋白,因此会造成由L构型氨基酸在体内容易降解，稳定性差，导致了L型多肽应用具有一定的局限性。部分科研工作者已将L型氨基酸替换为D型氨基酸，从而抵抗体内蛋白酶降解，已用于构建能够有效抵制体内蛋白酶降解和实现体内药物缓释的生物医用材料。例如，Xu课题组已经开发了D型氨基酸的水凝胶，与相应的L构型的水凝胶相比，在大鼠腹腔注射后持久的释放，表现出更好的抗肿瘤疗效。
CN115252819A公开了一种碱性磷酸酶响应兼具主动靶向型的自组装神经肽Y类似肽复合物及其制备方法和应用。该发明所提供的L型和/或D型磷酸基团修饰的碱性磷酸酶响应兼具主动靶向型自组装神经肽Y类似肽复合物，具有肿瘤靶向治疗效果，通过改造现有抗癌纳米制剂，通过配体的优化提高了靶向分子体内的稳定性，以及对肿瘤组织的选择性，实现了药物的定向输送、逐步释放，改善了药物的代谢动力学和理化性质，降低了药物的毒副作用；
其说明书记载：传统多肽配体具有低毒性、低免疫原性、高组织渗透性和易合成修饰等优势，但是作为成像或治疗剂的靶向分子，多肽配体必须保持稳定并具有与受体结合的活性。不稳定的配体可能会导致药物输送系统脱靶。多肽通常对酶促微环境(例如在血液循环和溶酶体中)敏感，并且易于降解，这严重限制了其在靶向药物递送中的应用。使用非天然氨基酸作为构建基来设计稳定肽的有用方法。
D型多肽是天然L型多肽的对映异构体，不易被体内酶降解，且D型多肽由于空间立体结构的优势，能够实现形成更为稳定的自组装体。多肽在体内循环时易被体内酶降解而D型多肽由于空间立体结构的优势，能够实现更为稳定的自组装。当磷酸化修饰多肽后，修饰的多肽在肿瘤部位遇到碱性磷酸酶，会发生去磷酸化，进行自组装，形成纳米纤维，提高肿瘤的治疗效率。
由此可见，多肽的构型的变化可使多肽不易在细胞内被酶解。
多肽在溶酶体富集或减少富集从理论上来说，都可以达到抑制肿瘤的目的，但是两者是完全不同的策略。
策略1：通过溶酶体对多肽进行降解，实现作用于肿瘤的有效成分能够进入到细胞，达到杀灭肿瘤细胞的目的。
具体可见：WO2021068890A1的背景技术记载：
ADC药物发挥作用需要抗体与细胞表面抗原特异性识别并结合，然后通过抗原介导的方式发生内吞。当ADC药物内化进入细胞后，理想的ADC药物会通过内涵体-溶酶体胞内途径释放出细胞毒性小分子药物，然后细胞毒性小分子药物到达作用靶标(常见的有微管蛋白和DNA)发挥作用并且引发细胞死亡；
ADC药物能否有效内化并进入溶酶体对其发挥药效至关重要。只有当ADC药物经溶酶体降解并释放出细胞毒性小分子，通过细胞毒性小分子与靶标(常见的有微管蛋白和DNA)相互作用，最终才能达到有效杀死肿瘤细胞的效果。
策略2：避免进入到溶酶体内被分解，可见如下对比文件：
CN113880913A公开了一种新型脑靶向穿膜肽及其在脂质体中的应用。本发明提出了一种与血脑屏障上乙酰胆碱受体有强结合能力的脑靶向多肽，将其命名为RVGP；在此基础上，发明了一种新型脑靶向穿膜肽，将其命名为PTB；以及PTB在递药系统中的应用，包括但不限于脂质体递药系统。在PTB修饰的脂质体递药系统中，PTB最优密度分别为2％，偶联PTB的聚乙二醇分子量为2000Da～5000Da，优选3400Da。本发明所提出的新型脑靶向穿膜肽具有全新的小窝蛋白和受体介导的细胞内化机制和内质网转运途径，有效避开了溶酶体途径的降解，在中枢神经系统疾病，尤其脑胶质瘤治疗的药物中具有光明的应用前景。
策略3：通过在溶酶体内聚集，通过溶酶体的组织蛋白酶水解多肽，实现小分子多肽对于肿瘤细胞的溶酶体的灭活和发光，实现肿瘤细胞的杀灭和标识。
如CN113429461B公开了一种具有聚集诱导发光(AIE)性质的多肽胶束型诊断试剂AGPR及其在近红外区域生物成像中的应用。所述诊断试剂AGPR是由两亲性小分子功能肽ACBT-GGFLG-PEGn-R8GD，4≤n≤20，在水溶液中自组装形成的球型多肽胶束。本发明设计合成的新型AIEgen化合物ACBT是线性D-A-A分子，其发射峰值位于近红外一区，本发明进一步用多功能嵌合肽GGFLG-PEG8-R8GD对该ACBT分子进行改性，实现AIEgen分子(ACBT)高效富集于肿瘤部位，并在富含Cathepsin B的细胞溶酶体/内涵体中具有明显增强的荧光强度，成像效果优异，因此有望应用于肿瘤细胞特异性示踪。
其说明书记载：所述功能嵌合肽GGFLG-PEG8-R8GD是由四种功能性多肽序列构成，分别为能与肿瘤细胞发生特异性粘附的肿瘤靶向肽序列RGD，能快速跨膜进入细胞的细胞穿膜肽序列R8，容易被溶酶体中组织蛋白酶(Cathepsin B)水解断裂的酶敏感性多肽序列GGFLG，及亲水性聚乙二醇(PEG)，赋予了聚集诱导发光多肽胶束型诊断试剂较好的水溶性、主动靶向肿瘤细胞、快速穿膜进入细胞以及酶刺激响应性四种不同功能。
如WO2021068890A1公开了一种溶酶体靶向的抗体-药物偶联物及其应用，所述抗体-药物偶联物的结构为Dr n1AbO n2；其中，Dr为药物，Ab为抗体，O为溶酶体靶向型小分子或用于增加所述抗体-药物偶联物的溶酶体靶向能力的功能性多肽；n1、n2为大于或等于1的整数，n1和n2相同或不同；
该技术通过溶酶体靶向型小分子或功能性多肽对抗体-药物偶联物中的抗体部分进行修饰，提供了一种简单且具有普适性用于引导抗体-药物偶联物进入溶酶体从而有效释放细胞毒小分子的方法，能成为提高ADC药物疗效的独特且高效的策略，以提高抗体-药物偶联物在溶酶体内的富集、增强抗体-药物偶联物的细胞内化能力、提高抗体-药物偶联物的内化速率以及溶酶体富集程度，从而提高了抗体-药物偶联物的治疗效果。
所以，本案解决的技术问题是：如何通过研发一种新的方向，实现多肽对于肿瘤细胞的靶向杀灭和控制。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多肽，该多肽具有正电荷，可能有助于它们与带负电荷的癌细胞膜的相互作用有利于进入细胞，提高了细胞摄取效率；本发明设计的多肽可以选择性的在溶酶体内富集并且破坏溶酶体，发挥抑制肿瘤细胞生长的效果；本发明的多肽经过构型转换，在溶酶体内可避免被过快降解，提高肿瘤杀灭效果。
综合来说，实现肿瘤细胞的杀灭的原理在于：通过自组装多肽在溶酶体内形成自组装凝胶，通过溶胀的作用破坏溶酶体；实现该原理需要多肽具有部分正电荷、能够富集在溶酶体内的功能、能够不被轻易的被溶酶体内的酶分解。
经过反复筛选，得到本发明的多肽。
同时，本发明还提供了该多肽的用途以及水凝胶。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：一种多肽，所述多肽为如下任一种：
(I)、如SEQ ID No.1所示的氨基酸序列；
或
(II)、(I)所示序列中缺失、取代或添加1个或2个氨基酸而得的氨基酸序列，且与(I)所述的氨基酸序列功能相同的氨基酸序列；
(I)和/或(II)所示的氨基酸序列中至少一个氨基酸为D型氨基酸。
在上述的多肽中，所述(I)和/或(II)所示的氨基酸序列由自组装多肽、穿膜肽连接形成；
所述自组装多肽和/或穿膜肽中所有的氨基酸均为D型氨基酸。
在上述的多肽中，所述多肽经PEG修饰、脂肪酸修饰、RGD修饰；
所述脂肪酸优选为C12或C18的脂肪酸。
同时，本发明还公开了一种水凝胶，含有如上任一所述的多肽。
最后，本发明还公开了上述任一所述的多肽作为抗肿瘤药物的活性成分的用途。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的多肽具有正电荷，可能有助于它们与带负电荷的癌细胞膜的相互作用有利于进入细胞，提高了细胞摄取效率；本发明设计的多肽可以选择性的在溶酶体内富集并且破坏溶酶体，发挥抑制肿瘤细胞生长的效果；本发明的多肽经过构型转换，在溶酶体内可避免被过快降解，提高肿瘤杀灭效果。
综合来说，实现肿瘤细胞的杀灭的原理在于：通过自组装多肽在溶酶体内形成自组装凝胶，通过溶胀的作用破坏溶酶体；实现该原理需要多肽具有部分正电荷、能够富集在溶酶体内的功能、能够不被轻易的被溶酶体内的酶分解。
经过反复筛选，得到本发明的多肽。该多肽具有良好的生物相容性，能自组装形成水凝胶，抵抗一些蛋白酶的降解，提高了多肽的稳定性，持续的发挥抗肿瘤作用。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的多肽序列和分子结构图；
图2A为含WLL的水凝胶的电镜图；
图2B为含WDL的水凝胶的电镜图；
图2C为含WDD的水凝胶的电镜图
图3A为本发明的不同的多肽在不同频率下的储能模量和损耗模量图表；
图3B为本发明的不同的多肽的稳定性图表；
图4A为多肽WLL的细胞毒性；
图4B为多肽WDL的细胞毒性；
图4C为多肽WDD的细胞毒性；
图5A为细胞对不同多肽摄取和细胞核的染色结果照片；
图5B为不同多肽在细胞内与溶酶体的定位图；
图5C为不同多肽的细胞摄取率的对比图表；
图6A为为多肽处理后吖啶橙染色的照片；
图6B为不同多肽对于细胞的坏死/凋亡的影响图表。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
通过固相合成法合成多肽药物分子，氨基酸序列为分别为:
NapFFKLV-RRVR(简称WLL)
Napffklv-RRVR(简称WDL)
Napffklv-rrvr(简称WDD)；
上述三组多肽的具体分子结构可见图1；
备注：FFKLV：代表该自组装多肽全部为L型氨基酸；
RRVR：代表该穿膜肽全部为L型氨基酸；
ffklv：代表该自组装多肽全部为D型氨基酸；
rrvr：代表该穿膜肽全部为D型氨基酸。
利用二氯树脂为载体进行合成，将所需的氨基酸计算称量溶解后放入合成瓶，按照全自动合成仪器的操作进行设置合成，取出树脂切割、沉淀后得到多肽粗品。通过高效液相色谱仪进行纯化及冻干即可得到相应的多肽药物冻干粉。
该多肽中构型为关键影响因素，能够促进多肽进入细胞，从而更好的发挥抗肿瘤作用，该多肽具有潜在的应用价值。
实施例2
制备多肽水凝胶及其表征的方法：
称取2mg的多肽如实施例1所示的多肽成品，加入100μL的纯水，得到多肽水溶液，再加入100μL的PBS(2X)，放于37℃即可形成水凝胶，此为1wt％的水凝胶。
将形成的水凝胶利用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)检测，结果表明其是一种纳米级的纤维结构，具体参考附图2A，图2B，图2C；
其中图2A代表含WLL的水凝胶的电镜图；图2B代表含WDL的水凝胶的电镜图；图2C代表含WDD的水凝胶的电镜图。
通过图2可见，三者的纤维区别均可以形成纳米纤维，无明显差别。
实施例3
利用流变仪进行时间扫描，验证其稳定性。称量2mg的多肽WDD，WDL，WLL冻干粉，加入100μL的纯水(1wt％)，进行超声溶解，得到多肽水溶液；冰浴30min后再加入100μL的PBS(2X)，混合均匀后，迅速转移到流变仪的平台。设定参数：平台温度设定在37℃，间隙为0.5mm，时间一般设定为3h，频率为6rad/s，应变为0.2％，横坐标为频率，纵坐标G’为储能模量和G”损耗模量，发现构型不同也在一定程度上影响了胶的粘弹性(附图3A，图3A中G’代表储存模量，G”代表损耗模量)；进一步测定其稳定性，结果表明由D型氨基酸合成的WDD其稳定高，而L型和D型氨基酸混合合成多肽WDL的稳定性次之，由L型氨基酸合成的多肽WLL稳定性最差(附图3B，图3B中Comp.remained代表化合物随时间变化剩余的量)。
实施例4
细胞毒性的测定：
将多肽WDD，WDL，WLL配置成40mM的母液，对其进行梯度稀释后，加入到提前铺好HCT116，HeLa，A549，HepG2细胞的96孔板中，每孔100μL，每个浓度三个复孔,处理时间分别是3天，后用MTT在572nm处测定OD值，得出的数值经过计算。
结果发现多肽WDD毒性显著增加(附图4A，图4B，图4C；其中图4A代表WLL的细胞毒性；图4B代表WDL的细胞毒性；图4C代表WDD的细胞毒性；其中，Cell Viability代表细胞存活率，Concentration代表多肽浓度)。
实施例5
细胞摄取率的测定：
通过超分辨共聚焦显微镜对细胞摄取进行定性分析，将多肽WDD，WDL，WLL进行荧光标记，使荧光肽和细胞孵育不同的时间，对细胞核进行染色，通过共定位发现，多肽WDD的细胞摄取率最高，而WLL几乎没有进入细胞(附图5A)，并且随着时间增加，细胞内多肽WDL的含量增加，24h内多肽WLL其摄取效率远远低于多肽WDD(附图5A)。通过荧光共聚焦研究多肽进入细胞内的定位，结果发现多肽进入细胞后主要在溶酶体内聚集(附图5B)。通过流式细胞仪进行定量分析，发现24h后多肽WDL的细胞摄取率是多肽WLL的158.3倍，多肽WDD的细胞摄取率是多肽WLL的541.9倍(附图5C，Normalized Mean Fl.代表以WLL进行归一化后的平均荧光强度)，这一结果进一步证实了多肽的构型会影响细胞摄取率。
实施例6
多肽WDD，WDL抗肿瘤机理的验证：
通过溶酶体染料验证多肽对肿瘤细胞的杀伤能力，将多肽WDD，WDL浓度提高到200μM和400μM处理HCT116细胞2h后，对溶酶体进行染色，发现200μM的多肽WDD能在溶酶体内富集并且破坏溶酶体的膜通透性，而200μM的多肽WDL对溶酶体的影响低一些(参考附图6A)。
通过流式细胞仪对细胞的坏死/凋亡进行定量分析：将多肽WDD，WDL分别处理细胞6h和12h，利用PI和Annexin V FITC对细胞进行染色，结果可知多肽WDD对肿瘤细胞的影响最大(参考附图6B，Annexin V FITC代表将Annexin进行荧光素FITC标记，PI代表碘化丙啶是一种核酸染料)，统计发现多肽WDD对肿瘤细胞早期凋亡，晚期凋亡或坏死影响较大。
结果表明多肽WDD，WDL能够增加细胞的摄取率，破坏溶酶体功能，具有一定的抑制细胞生长的药效。但是药效有待进一步优化，具有一定的研究应用价值。
Claims (3)
1.一种多肽，其特征在于，所述多肽的氨基酸序列为NapFFKLV-RRVR；所述多肽包括自组装多肽和穿膜肽；所述自组装多肽的氨基酸序列为FFKLV；所述穿膜肽的氨基酸序列为RRVR；
所述自组装多肽的氨基酸全部为D型氨基酸；
所述穿膜肽的氨基酸全部为D型氨基酸或全部为L型氨基酸。
2.一种水凝胶，其特征在于，含有如权利要求1所述的多肽。
3.采用权利要求1所述的多肽制备抗肿瘤药物的用途。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310292729.XA CN116253805B (zh) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | 一种多肽、水凝胶和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310292729.XA CN116253805B (zh) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | 一种多肽、水凝胶和用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116253805A CN116253805A (zh) | 2023-06-13 |
| CN116253805B true CN116253805B (zh) | 2023-10-24 |
Family
ID=86684377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310292729.XA Active CN116253805B (zh) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | 一种多肽、水凝胶和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116253805B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011150393A2 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Bmg Hematology Llc | Methods for improving maternal and fetal health |
| CN102552929A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-11 | 北京大学 | 通过修饰细胞穿透肽提高给药系统的靶向选择性的方法 |
| CN106832000A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-06-13 | 国家纳米科学中心 | 一种可在肿瘤细胞溶酶体内发生形貌转换的多肽脂质体 |
| CN108070025A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-05-25 | 中山大学附属口腔医院 | 一种细胞穿透肽和细胞穿透肽复合物及二者的应用 |
| CN109651512A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-19 | 华中科技大学同济医学院附属协和医院 | 一种抗肿瘤的水凝胶多肽和制法 |
| WO2021068890A1 (zh) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 中山大学 | 溶酶体靶向的抗体-药物偶联物及其应用 |
-
2023
- 2023-03-23 CN CN202310292729.XA patent/CN116253805B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011150393A2 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Bmg Hematology Llc | Methods for improving maternal and fetal health |
| CN102552929A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-11 | 北京大学 | 通过修饰细胞穿透肽提高给药系统的靶向选择性的方法 |
| CN106832000A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-06-13 | 国家纳米科学中心 | 一种可在肿瘤细胞溶酶体内发生形貌转换的多肽脂质体 |
| CN108070025A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-05-25 | 中山大学附属口腔医院 | 一种细胞穿透肽和细胞穿透肽复合物及二者的应用 |
| CN109651512A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-19 | 华中科技大学同济医学院附属协和医院 | 一种抗肿瘤的水凝胶多肽和制法 |
| WO2021068890A1 (zh) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 中山大学 | 溶酶体靶向的抗体-药物偶联物及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116253805A (zh) | 2023-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ji et al. | Transformable peptide nanocarriers for expeditious drug release and effective cancer therapy via cancer‐associated fibroblast activation | |
| DE60225589T2 (de) | Träger zur freisetzung von nanopartikeln | |
| US6680068B2 (en) | Drug delivery formulations and targeting | |
| Hu et al. | Advances in transformable drug delivery systems | |
| CN104922676B (zh) | 聚胺衍生物 | |
| Chung et al. | In vivo biodistribution and clearance of peptide amphiphile micelles | |
| Jiang et al. | Self-assembled peptide nanoparticles responsive to multiple tumor microenvironment triggers provide highly efficient targeted delivery and release of antitumor drug | |
| Zhang et al. | Recent advances of transformable nanoparticles for theranostics | |
| Zhu et al. | Nanoparticles-assisted stem cell therapy for ischemic heart disease | |
| CN103169982B (zh) | 生物活性肽修饰的纳米银及其制备方法和用途 | |
| US7304045B2 (en) | Nanoparticles for targeting hepatoma cells | |
| Huang et al. | Collagenase IV and clusterin-modified polycaprolactone-polyethylene glycol nanoparticles for penetrating dense tumor tissues | |
| CN112876578B (zh) | 靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体及其药学组合物的制备和应用 | |
| WO2019080504A1 (zh) | 一种细胞穿透肽和细胞穿透肽复合物及二者的应用 | |
| Hu et al. | Spatiotemporal control of the creation and immolation of peptide assemblies | |
| Yang et al. | Stepwise pH/reduction-responsive polymeric conjugates for enhanced drug delivery to tumor | |
| Kim et al. | Fibroin particle-supported cationic lipid layers for highly efficient intracellular protein delivery | |
| Cheng et al. | Recent advances of morphology adaptive nanomaterials for anti-cancer drug delivery | |
| DE69928679T2 (de) | Kationische dendrimer-verbindungen und deren verwendung als oligonucleotid/polynucleotid-träger | |
| CN111000823A (zh) | 一种同时载有siRNA和顺铂前药的新型酸敏纳米载体及其制备方法与应用 | |
| RU2451509C1 (ru) | Противоопухолевый препарат | |
| KR101476953B1 (ko) | 세포투과성이 증진된 헵신 표적 신규 펩타이드 및 그의 용도 | |
| CN116253805B (zh) | 一种多肽、水凝胶和用途 | |
| US20230144488A1 (en) | Cell-penetrating peptide and use thereof | |
| Li et al. | Self-assembled CaP-based hybrid nanoparticles to enhance gene transfection efficiency in vitro and in vivo: beneficial utilization of PEGylated bisphosphate and nucleus locating signal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |