表位印迹法构建动态生物活性界面用于肿瘤细胞的特异性捕获与可控释放

Molecular imprinting technique is one of the most efficient methods for the design and preparation of artificial receptors. Theoretically, the resultant molecularly imprinted polymers (MIPs) might possess the functions of a natural receptor. For example, by mimicking the reversible interactions between natural receptors and ligands at the interface of cell membrane, MIPs could be designed with the property to dynamically recognize cells. Given this, we proposes to prepare thermo-responsive, DNA or peptide epitope-imprinted biointerfaces for reversible binding of the epitope-containing tumor targeting molecules. By rational molecular design, including the exploration of specific functional monomers, epitope sequences and tumor targeting molecules, the optimized dynamic biointerface could be employed for specific capture and release of tumor cells under an external stimulus that is close to the range of biological temperature. We will investigate the parameters for the fabrication of such epitope-imprinted, dynamic biointerface and further study their mechanism of regulating cell capture and release. In a word, this project will not only provide a new train of thought for the fabrication of dynamic biointerfaces but will also greatly promote the development of molecular imprinting in biomedicine and the applications of dynamic biointerfaces for tumor cell isolation and cancer diagnosis.

分子印迹技术是设计和制备人工受体的一种有效手段。由其而来的分子印迹聚合物在理论上可具备天然受体的一些功能。例如，通过模拟细胞膜表面天然受体与配体之间的可逆相互作用，分子印迹聚合物可以被设计并获得动态识别细胞的能力。鉴于此，本课题拟采用表位印迹技术，通过合理的分子设计（包括特异性功能单体和表位序列的设计与合成），制备出具有温度响应性、DNA或多肽表位序列识别性能的表面印迹材料，并巧妙地将其用于动态结合含有相同表位序列的肿瘤靶向分子，最终构建出接近生理温度刺激响应性的、可动态识别肿瘤细胞的生物活性界面。研究中我们将深入探讨表位印迹动态生物活性界面的构建以及其对肿瘤细胞的特异性捕获和温控释放性能。简言之，本项研究不仅可以为动态生物活性界面材料的设计构建提供新的思路，而且对于分子印迹技术在生物医学领域中的拓展、动态生物活性界面材料在肿瘤分离诊断中的应用均具有积极重要的推动作用。

分子印迹技术是设计和制备具有分子识别作用人工受体的一种有效手段。由其得来的分子印迹聚合物在理论上具备天然受体的一些功能特性，如，特异性的可逆相互识别作用。因此，通过模拟细胞膜表面天然受体与配体之间的可逆相互识别作用，分子印迹聚合物可以被设计并获得动态结合细胞的能力。鉴于此，本课题采用了表位印迹技术，通过合理的分子设计（包括：功能单体的合成以及特异性的表位序列设计），制备出具有温度响应性、多肽表位序列识别性能的表面印迹材料，并巧妙地将其用于动态识别含有相同表位序列的肿瘤靶向分子，最终构建出接近生理温度刺激响应性的、可动态识别肿瘤细胞的生物活性界面。研究中，我们深入探讨了表位印迹动态生物活性界面的构建以及其对肿瘤细胞的特异性捕获和温控释放性能，获得了分子识别动态表面可逆识别细胞的各类参数，如：最佳温度（37-25℃转变温度）、最快速度（45min内分离）以及在血液样品的实际效果（15%捕获率）等。此外，我们还拓展了分子识别作用用于调控细胞的应用，发展了基于分子印迹纳米材料控制细胞行为（如：细胞贴附和细胞增殖）的新概念，以及构建了生理响应的糖敏感苯硼酸-二醇识别动态体系（如：多样化的分子和细胞选择性）。简言之，本项研究不仅可以为动态生物活性界面材料的设计构建提供新的思路，而且对于分子印迹技术在生物医学领域中的拓展、动态生物活性界面材料在肿瘤分离诊断中的应用均具有积极重要的推动作用。