科學(xué)家有望開發(fā)出一種新型的細(xì)胞滲透性多肽嵌合物來(lái)促進(jìn)機(jī)體傷口愈合

近年來(lái)，細(xì)胞穿透肽作為藥物運(yùn)輸載體引起了科學(xué)家們極大的興趣，其或能幫助開發(fā)新型治療性制劑或化妝品，通常情況下，分子量大于500Da的化合物幾乎都無(wú)法穿過生物膜，在最近的一項(xiàng)研究報(bào)告中，研究人員將一種促進(jìn)傷口愈合的序列與細(xì)胞滲透肽類共價(jià)結(jié)合，來(lái)改善藥物在細(xì)胞膜中的運(yùn)輸效率，在細(xì)胞內(nèi)化研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞所攝入的新型肽類能夠共軛進(jìn)入角蛋白細(xì)胞中，從而就能在良好的耐受情況下明顯改善藥物的運(yùn)輸狀況。

這項(xiàng)研究中，研究人員分析了一種新型的多肽嵌合體(Tylotoin-sC18*)在治療創(chuàng)傷愈合上的作用效果，研究結(jié)果表明，多肽與(Tylotoin的融合并不會(huì)誘發(fā)其活性的損失，此外，研究者還觀察到了其增殖對(duì)于角蛋白細(xì)胞的影響，這或許是機(jī)體傷口愈合的重要一步，Tylotoin-sC18*能表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌活性，其能有效抑制傷口處的細(xì)菌感染，由于具有多種功能，因此研究者就推測(cè)，這種新型多肽嵌合體是否能用來(lái)治療機(jī)體的傷口感染；相關(guān)研究結(jié)果刊登于國(guó)際雜志Scientific Reports上。

燒傷或疾病引起的皮膚損傷往往需要進(jìn)行有效的傷口治療，而通過皮膚來(lái)運(yùn)輸治療性和活性分子引起了科學(xué)家們的極大關(guān)注，而皮膚細(xì)胞膜的不滲透性往往是難以克服的障礙，因此，在過去10年間，科學(xué)家們所發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞滲透性多肽分子（cell penetrating peptides，CPPs）或許有望作為一種新方法來(lái)跨越生物膜運(yùn)輸大型分子。

CPPs分子結(jié)構(gòu)相對(duì)較短，其由攜帶正電荷且不足40個(gè)氨基酸分子組成，這些序列能夠通過細(xì)胞膜攜帶靜電或共價(jià)結(jié)合的生物活性物質(zhì)，包括質(zhì)粒DNA、siRNA和治療性蛋白，在這種情況下，提出細(xì)胞內(nèi)化的機(jī)制或許就包括內(nèi)吞過程和通過孔隙直接進(jìn)行轉(zhuǎn)位的過程，但目前研究人員并不清楚誘發(fā)分子運(yùn)輸?shù)囊蛩睾拖鄳?yīng)機(jī)制。

近些年來(lái)，科學(xué)家們通過大量研究利用CPPs來(lái)作為新型的經(jīng)皮給藥系統(tǒng)為化妝品工業(yè)提供安全的可替代品，比如在治療炎性皮膚病的療法中，環(huán)孢素A廠能夠吸附到聚精氨酸-7上形成R7-CsA，直到最近研究人員才將CPPs的四個(gè)結(jié)構(gòu)類別與人類表皮生長(zhǎng)因子（hEGF）相結(jié)合形成融合蛋白作為一種傷口愈合制劑。

這項(xiàng)研究中，研究者Horn及其同事通過研究成功將具有細(xì)胞滲透特性的肽類sC18與傷口愈合肽類序列Tylotoin相結(jié)合，研究人員在黑棕疣螈（Tylototriton verrucosus）的皮膚中鑒別并分離到了短肽Tylotoin；隨后研究人員評(píng)估了這種耦合物對(duì)角蛋白細(xì)胞和癌細(xì)胞系的毒性作用，來(lái)觀察細(xì)胞的內(nèi)化行為，以及這些肽類在體外對(duì)傷口愈合的影響。

隨后研究者合成出了含有Tylotoin和CPP sC18的嵌合肽類，本文研究還包括一種sC18的縮短版本，其C末端sC18*缺少四種氨基酸，CPP能將C或N端融合到Tylotoin上形成四種肽類的嵌合體；研究人員還利用圓二色譜技術(shù)確定了這種肽類的次級(jí)結(jié)構(gòu)。為了消除這種潛在傷口愈合制劑的毒性作用，研究人員調(diào)查了這種肽類在人類永生角蛋白細(xì)胞（HaCaT）的細(xì)胞活性，研究結(jié)果表明，Tylotoin-sC18*、Tylotoin和sC18對(duì)角蛋白細(xì)胞并沒有毒性效應(yīng)。在隨后的實(shí)驗(yàn)中，研究者利用了一種名為巨大單膜小泡（giant unilamellar vesicles，GUVs）的人工膜系統(tǒng)在分子水平下研究了細(xì)胞進(jìn)入的初始步驟，GUVs由兼性離子脂質(zhì)組成（確保更好的細(xì)胞兼容性），這項(xiàng)研究中研究者發(fā)現(xiàn)，新型肽類并不會(huì)在中性GUVs的膜上明顯積累，相比之下，當(dāng)利用熒光標(biāo)記的蛋白來(lái)孵育陰離子GUVs時(shí)，Tylotoin-sC18*與陰離子脂質(zhì)膜的相互作用會(huì)導(dǎo)致染料明顯釋放來(lái)對(duì)整個(gè)囊泡進(jìn)行完全染色。

為了檢測(cè)Tylotoin-sC18*對(duì)傷口愈合的影響效應(yīng)，研究者進(jìn)行了一種刮傷愈合分析(scratch wound healing assay)，并觀察了角蛋白細(xì)胞的遷移；當(dāng)Tylotoin-sC18*存在時(shí)，皮膚刮傷后角蛋白細(xì)胞遷移到傷口區(qū)域會(huì)明顯增加30小時(shí)，此外研究人員還在人類表皮生長(zhǎng)因子（hEGF）中觀察到了類似的研究結(jié)果，研究人員所開發(fā)的新型嵌合肽類具有與Tylotoin和hEGF相當(dāng)?shù)倪w移效率。

此外，研究人員還在HeLa細(xì)胞中分析了這種新型肽類耦合物的行為，以此來(lái)理解其對(duì)癌細(xì)胞系的影響，與對(duì)照肽類相比，CF標(biāo)記Tylotoin-sC18* 的HeLa細(xì)胞能對(duì)染料表現(xiàn)出較高的吸收效果；本文研究結(jié)果還表明，Tylotoin-sC18*誘導(dǎo)的癌細(xì)胞的活力會(huì)降低，即使在較低的濃度下也能夠提示出這種肽類所具有的潛在抗癌活性。

本文研究中，研究人員評(píng)估了細(xì)胞胞吞作用的抑制現(xiàn)象以及其HaCaT細(xì)胞吸收Tylotoin-sC18*的影響，為了建立細(xì)胞胞吞作用的抑制條件并限制能量依賴途徑，HaCaT細(xì)胞會(huì)與Tylotoin-sC18*在4度下孵育，雖然研究者觀察到了肽類進(jìn)入細(xì)胞的能力，同時(shí)其能穩(wěn)定定位到細(xì)胞核中，從而就建立了肽類嵌合體能通過易位直接內(nèi)化的假設(shè)。

此外，Tylotoin與sC18*的融合并不會(huì)損傷Tylotoin內(nèi)在的傷口愈合能力，正如研究者們觀察的那樣，嵌合肽類能通過誘導(dǎo)角蛋白細(xì)胞的遷移和增殖，從而增加體外創(chuàng)傷面的愈合能力，當(dāng)加上抗菌性能后，這種新型的細(xì)胞可滲透性嵌合肽類—Tylotoin-sC18*就能作為新型的局部制劑來(lái)治療感染性的傷口。