肿瘤靶向穿膜肽的设计、合成及影响肿瘤靶向性相关因素分析

Cell-penetrating peptides are always used to efficiently deliver many small molecule drugs, protein drugs and nuclear acid drugs into cells. Therefore, the development of tumor targeted cell-penetraing peptides is very significant for their use in tumor therapy field. For the potential application of cell-penetrating peptides and little study on the design of tumor targeted cell-penetrating peptides, the amphiphilic cell-penetrating peptides TK and penetratin with high cell penetrating activity are used as templates. We will design and synthesize a series of analogues of TK and penetratin by changing the charge, hydrophobicity and structure, and study the effects of these factors on the tumor selectivity of cell-penetrating peptides. Furthermore, we hope to obtain novel cell-penetrating peptides with high tumor selectivity, high permeable activity and high enzymatic stability by screening. Subsequently, we used these novel analogues as molecule probe to study the effects of the highly expressed anionic substances of tumor cell membranes on the tumor selectivity of cell-penetrating peptides. In short, we hope to the study of structure and activity relationship and action mechanism will give more theoretical support for designing tumor targeted cell-penetrating peptides.

穿膜肽广泛用于小分子药物、蛋白以及核酸的细胞运输，发展具有肿瘤靶向的穿膜肽，对于提高其在肿瘤治疗领域的应用具有重要意义。针对肿瘤靶向穿膜肽的潜在应用前景以及相关设计研究相对较少，本项目以具有高穿膜效率的双亲性穿膜肽TK和penetratin为模板，通过改变电荷、疏水性以及结构而合成一系列的类似物，研究解这些因素的变化与肿瘤选择性之间的关系，同时筛选获得具有高肿瘤选择性、高穿膜效率以及高酶解稳定性的类似物。在此基础上，以筛选出的类似物作为分子探针，通过作用机制研究评价肿瘤细胞膜表面高表达的阴离子物质对提高穿膜肽肿瘤细胞选择性的作用。总之，我们希望通过系统的构效关系和作用机制研究为肿瘤靶向穿膜肽的设计及应用提供更为翔实的理论支持。

穿膜肽广泛用于小分子药物、蛋白以及核酸的细胞运输，发展高效低毒的穿膜肽，对于提高其应用具有重要意义。在此项目中，我们研究了电荷、疏水性以及结构的改变对穿膜肽穿膜活性的影响。首先，我们将一个或是两个喜树碱分子连接到穿膜肽TAT或是penetratin的序列中。我们发现连接喜树碱的TAT或是penetratin具有了破膜活性，同时它们的穿膜活性也显著提高。这显著增加了穿膜肽-喜树碱偶联物的抗肿瘤活性。另外，我们还研究了不同连接子对聚合多肽的抗菌活性、抗肿瘤活性以及穿膜活性的影响。我们的结果表明，与连接子亮氨酸相比，脯氨酸和六氨基己酸能够增加多肽分子的柔性，从而降低了聚合肽的毒性，并显著提高了肽的活性。此外，我们还将不同长度的脂肪酸连接到抗菌肽camel的N端合成了一系列的基因载体。我们的结果表明只有C16-Camel和C18-camel具有高转染活性。我们的结果还表明C18-camel/p53质粒复合物能够进入到细胞内，并通过表达p53蛋白而有效杀死肿瘤细胞。另外，我们还对多类抗菌肽进行了改造，通过筛选得到了一些具有潜在应用价值的抗菌肽化合物。这些化合物不仅可以通过破坏细菌细胞膜而直接杀死细菌，它们还可以通过与细胞内的靶点作用而抑制细菌生长。为了丰富用于穿膜肽改造的氨基酸构件，我们还发展了多种高效的不对称合成方法。总之，我们希望通过系统的构效关系和作用机制研究为穿膜肽的设计及应用提供更为翔实的理论支持。