高穩定性酸敏感穿膜肽的設計與套用

《高穩定性酸敏感穿膜肽的設計與套用》是依託蘭州大學，由倪京滿擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高穩定性酸敏感穿膜肽的設計與套用
• 依託單位：蘭州大學
• 項目負責人：倪京滿
• 項目類別：面上項目

項目摘要

穿膜肽是一類具有廣泛用途的肽類載體，但是選擇性差和易被降解限制了其在體內的套用。本項目利用腫瘤環境呈酸性這一特點，以之前合成的酸激活穿膜肽TH為模板，通過將給電子基團引入到組氨酸的咪唑基團上來提高其pKa值，設計一類新型的酸敏感胺基酸，並將其引入到TH以提高這類穿膜肽對酸的敏感性，使其能夠廣泛套用於具有不同pH微環境的腫瘤組織。同時我們利用烯烴複分解環化反應（ring-closing olefin metathesis, RCM）對篩選的酸敏感穿膜肽進行環化，通過增加α-螺旋以提高穿膜效率，並同時提高穿膜肽的抗酶解能力，提高其體內套用可行性。為了研究這類高穩定性的酸敏感穿膜肽的套用，我們將傳統抗腫瘤藥物紫杉醇連線到穿膜肽上，並對其體外、體內選擇性、毒性和抗腫瘤活性進行研究，從而為穿膜肽在抗腫瘤靶向藥物領域的研究和套用進行有益探索。

結題摘要

本研究旨在通過設計合成一系列新型酸敏感透膜肽，以期在抗腫瘤套用及開發基於酸敏感穿膜肽的靶向藥物轉運載體提供研究基礎。 本項目我們利用在TH組氨酸咪唑基團上引入給電子集團的修飾策略，構建具有高酸敏感性且低毒的新型酸敏感穿膜肽。由於給電子基團的引入，經修飾後的TH類似物在弱酸環境下易被質子化帶正電荷。因而可以輸送更多的抗腫瘤藥CPT進入弱酸環境的腫瘤細胞內殺死腫瘤細胞。 為了研究不同修飾基團引入對酸敏感透膜肽TH酸敏感的影響，我們使用具有不同側鏈長度、大小及親疏水特性的烷基基團分別對組氨酸1位、3位進行結構改造，設計、合成一系列TH類似物，從而探討1位、3位側鏈性質對組氨酸N原子質子化的影響，進而篩選高酸敏感性的TH類似物。我們對新設計合成的高酸敏感性的TH類似物的穿膜效率、靶向性、毒性及其抗腫瘤靶向套用進行了相應評價。 研究表明，我們新設計的TH類似物具有比TH更加優越的酸敏感性和更低的毒性，有望發展成為腫瘤靶向輸送的新型肽類載體。 我們以腫瘤組織的酸性微環境為靶點，利用組氨酸在pH＜6.5時，才能發生質子化帶上正電荷這一特點，以KR-1（KRIVKRIKKFLR-NH2）為模板，將序列中的賴氨酸全部替換為組氨酸，得到一條新的細胞穿膜肽HR-1（HRIVHRIHHFLR-NH2）。實驗證明HR-1的細胞穿膜活性具有非常明顯的pH依賴性，且具有很好的安全性。在此基礎上設計的肽載體LTV-HR也具有很好的酸依賴性且毒性較低，並能實現將傳統抗腫瘤藥物CPT的選擇性輸送，提高其抗腫瘤活性的靶向性。 本項目研究，不僅完成了項目計畫任務，在研究同時還進行了酸敏感透膜肽相關方向的拓展研究，取得較好的研究成果。發表SCI論文7篇，培養畢業碩士、博士研究生共7名。研究成果獲教育部科技進步一等獎一項。研究成果分別在2015和2016年度受邀在“中國藥物製劑大會”作交流報告。