穿膜肽介导纳米金的跨膜转运与细胞内靶向的研究

纳米材料在基因和药物传递，光磁热治疗，生物成像方面有很大的潜力，但通常生物功能化的纳米材料需要穿透细胞膜，到达细胞内的正确位点，才能有效发挥作用。穿膜肽作为一类新型转运工具，可以将负载物引入至细胞内部，后者进一步通过分子间的特异性识别与相互作用，可靶向至特定的亚细胞结构或细胞信号通路。近年来，新型穿膜肽和生物纳米材料的不断涌现，以及细胞内分子转运机制研究的进展，为细胞内分子靶向的应用基础研究提供了契机。本项目将综合穿膜肽结构功能的比较研究，荧光标记与纳米金修饰技术，亚细胞结构靶向及细胞功能干扰等内容，从对穿膜肽的几种基本类型（正电极性或亲疏水双性，共价或团聚结合方式）的入胞机制入手，研究制备生物功能化的纳米金复合物，并进而针对细胞内有潜在疾病治疗意义的线粒体等亚细胞结构进行靶向与功能干扰研究。这些研究对新型细胞内靶向纳米药物的研发具有重要意义。

本项目的目标旨在寻求功能多肽与纳米分子材料之间的相互作用规律，并探索如何将这些规律应用于纳米生物医学的发展中。为此，我们围绕包括穿膜肽在内的功能多肽，以及纳米金，金属铱等无机材料，开展了一系列多肽纳米功能复合物的构建、表征、生物成像及生物效应研究。工作内容主要分为两个部分：（1）研究功能多肽与无机金属铱的相互作用，发现两种标记多肽分子的新方法。设计功能多肽的序列，比较传统荧光标记材料，新标记方法对穿膜肽穿透细胞膜有更好的效率。（2）研究纳米金表面多肽修饰方法，发现一种全新的高度线粒体靶向的多肽纳米金平台。利用该平台，实现细胞毒性多肽的多价偶联并对癌细胞产生高效杀伤，比单分子多肽的杀伤效率提高数千倍。在该项目经费的资助下，我们发表了两篇高质量研究论文，另两篇高质量论文在投稿中；申请了两项国家发明专利；3名博士研究生得到该经费的部分资助。