多肽材料用于生物相容性，安全性高受到了人們的廣泛關(guān)注，并被應(yīng)用于各種疾病的診療。近日，國家納米科學(xué)中心的王磊研究員，北京科技大學(xué)的曹暉教授，上海交通大學(xué)附屬第六醫(yī)院的胡穎副主任醫(yī)師合作設(shè)計了一種類抗體的多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并將其用于抑制新生血管生成。
脈絡(luò)膜新生血管是一種在老年人群中多發(fā)的疾病，其主要特征為新生血管內(nèi)皮細(xì)胞的異常增殖和遷移。這種疾病會導(dǎo)致視力減退，失明等多種癥狀。針對這種新生血管的治療，通常使用的是針對血管內(nèi)皮生長因子VEGF的單克隆抗體，如貝伐單抗等。然而這些單抗類藥物的作用靶點單一，同時對部分患者無效。因此迫切需要新機制，新靶點以實現(xiàn)對新生血管的有效治療。
國家納米科學(xué)中心團(tuán)隊設(shè)計了以神經(jīng)菌毛素為靶點，纖維化結(jié)合受體為機制的類抗體的多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其有效的抑制新生血管生成。這種多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以通過其在納米顆粒狀態(tài)下與神經(jīng)菌毛素結(jié)合誘導(dǎo)下獲得。溶液層面的實驗結(jié)果表明，多肽網(wǎng)絡(luò)可以在加入神經(jīng)菌毛素5天內(nèi)形成，形成的多肽網(wǎng)絡(luò)具有β-折疊結(jié)構(gòu)。在細(xì)胞層面，多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以在與神經(jīng)菌毛素過表達(dá)的血管內(nèi)皮細(xì)胞共孵育4小時內(nèi)形成，形成的纖維結(jié)構(gòu)可以有效的覆蓋在細(xì)胞表面，并在不影響細(xì)胞存活率的情況下抑制細(xì)胞遷移。
圖1. 類抗體的多肽網(wǎng)絡(luò)材料的結(jié)構(gòu)及其抗新生血管的機制。圖片來源：Biomaterials
在活體層面，這種多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以在病灶部位滯留長達(dá)4天。同時，由于多肽網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，導(dǎo)致神經(jīng)菌毛素?zé)o法被其特異性抗體結(jié)合，即多肽材料結(jié)合神經(jīng)菌毛素后可以抑制其他配體與其的結(jié)合。通過對比發(fā)現(xiàn)，這種多肽材料可以在更低的劑量下實現(xiàn)與商品化藥物貝伐單抗相當(dāng)?shù)目剐律苤委熜Ч?/strong>（多肽材料0.26 μg/Kg VS 貝伐單抗23.5 μg/Kg）。這一結(jié)果表明，這種多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以用于脈絡(luò)膜新生血管的治療。相比于傳統(tǒng)的單抗類藥物，這種多肽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以靶向到細(xì)胞膜表面，抑制VEGF等配體與受體的結(jié)合。這一機制可以有效避免單抗類藥物靶點單一的缺陷。另外，這一策略也具有應(yīng)用于其他新生血管相關(guān)疾病治療的潛力。
圖2. 類抗體的多肽網(wǎng)絡(luò)材料抑制脈絡(luò)膜新生血管生成的免疫組化、免疫熒光效果圖及對應(yīng)量化數(shù)據(jù)。圖片來源：Biomaterials
這一成果近期發(fā)表在Biomaterials上，文章的共同第一作者是國家納米科學(xué)中心和北京科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生張擴(kuò)，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士張輝，北京科技大學(xué)碩士研究生鄒嘯然。
論文信息：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961221002568
An antibody-like peptidic network for anti-angiogenesis
Kuo Zhang#, Hui Zhang#, Xiao-Ran Zou#, Ying Hu*, Da-Yong Hou, Jia-Qi Fan, Chao Yang, Zi-Ming Chen, Shi-Fang Wen, Hui Cao*, Pei-Pei Yang and Lei Wang*.
Biomaterials 2018, 275, 120900, DOI: 10.1016/j.biomaterials.2021.120900
第一作者簡介
張擴(kuò)，國家納米科學(xué)中心和北京科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生。研究方向為多肽材料在刺激響應(yīng)下的形變機制及其在體內(nèi)仿生的應(yīng)用研究。以第一作者（含共同第一作者）身份在SCI刊物Sci. Adv., ACS Nano, Adv. Healthcare Mater., Chin. Chem. Lett.等雜志上發(fā)表論文5篇。作為主要參與人參與了國家自然科學(xué)基金青年基金，面上項目等。
張輝，上海交通大學(xué)眼科博士。研究方向為糖尿病性視網(wǎng)膜病變中外屏障功能損傷的機制研究及仿生納米多肽生物材料在眼科疾病中的應(yīng)用研究。以主要作者在SCI刊物如J Diabetes Complicat., J Diabetes Res.等雜志發(fā)表論文3篇，作為主要參與人參與了國家自然科學(xué)基金青年基金，面上項目等。
鄒嘯然，北京科技大學(xué)碩士研究生。研究方向為仿生生物駐極體的構(gòu)建。作為主要參與人參與了國家自然科學(xué)基金面上項目。
通訊作者簡介
王磊博士簡介
王磊，國家納米科學(xué)中心研究員。近年來主要集中在納米多肽過程仿生生物醫(yī)用材料的制備及其在重大疾病的診療中的應(yīng)用研究。以主要作者先后在國際著名學(xué)術(shù)刊物如Nature Nanotech., Sci. Adv., Nat. Commun., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., 等雜志上發(fā)表論文80余篇，參編專著2部。作為項目負(fù)責(zé)人承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金青年基金、面上項目；作為承擔(dān)單位負(fù)責(zé)人和研究骨干等承擔(dān)參與國家自然科學(xué)基金委重大項目、北京市生命科學(xué)領(lǐng)域前沿技術(shù)培育專項等科研項目。
曹暉博士簡介
曹暉，北京科技大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。近年來主要從事寬波段光屏蔽薄膜材料、液晶光取向材料、聚合物分散液晶材料、納米/液晶復(fù)合材料、鋰離子動力電池用高安全性隔膜材料等的研究。近5年以主要作者身份在國際著名學(xué)術(shù)刊物如ACS Nano, J. Mater. Chem. C, Dyes Pigm., Liq. Cryst., 等雜志上發(fā)表論文60余篇。作為項目負(fù)責(zé)人承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金青年基金、面上項目等。
胡穎博士簡介
胡穎，上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院副主任醫(yī)師，眼科屈光及視光部負(fù)責(zé)人。現(xiàn)任中華醫(yī)學(xué)會上海分會眼科學(xué)會委員、上海激光醫(yī)學(xué)分會眼科學(xué)組委員、上海中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會眼科分會委員、國際隱形眼鏡協(xié)會會員、上海市浦東新區(qū)醫(yī)學(xué)會眼科專委會副主任。擅長成人屈光不正的診治，各種復(fù)雜斜視和復(fù)視的治療，兒童弱視的綜合治療，低視力的康復(fù)治療，青少年近視的控制，醫(yī)學(xué)驗光和雙眼視覺檢查，圓錐角膜等特殊隱形眼鏡的驗配。
