圖說：華東師大生命科學學院程義雲教授（右）和博士生劉崇懿 校方供圖
新民晚報訊 （首席記者 王蔚）在不需要修飾的條件下，華東師範大學生命科學學院程義雲團隊利用富含硼酸的高分子對多種蛋白質實現了高效、普適的蛋白質胞內遞送，並能維持其生物活性。該校今天發布這項成果。
蛋白類藥物在生物醫藥中佔據著舉足輕重的地位。2018年全球醫藥銷售額前十的藥物中，七種為蛋白質藥物。蛋白質自身很難跨越細胞膜，因此，當前蛋白類藥物都是基於胞外靶點開發的。然而，胞外蛋白質在人類基因組編碼的蛋白質當中僅佔不到30%，這一局限性制約了蛋白類藥物的發展。開發高效、安全的蛋白質胞內遞送技術對於生物醫藥、生命科學基礎研究都具有重要的意義。現有蛋白質胞內遞送載體通常需要對蛋白質進行化學修飾或基因工程改造來幫助其結合蛋白質。這一策略不僅涉及複雜的化學或生物合成，而且可能會導致修飾後的蛋白質結構或生物學功能發生不可逆的改變。
近期，華東師大生命科學學院程義雲團隊發現富含硼酸的高分子可以有效解決上述問題，在不需要修飾的條件下，對多種蛋白質實現了高效、普適的蛋白質胞內遞送，並能維持這些蛋白質的生物活性。這一成果近日發表於Science Advances (2019, 5, eaaw8922)。該論文的第一作者為華東師大生命科學學院博士生劉崇懿和浙江大學博士生萬濤，通訊作者為華東師大生命科學學院程義雲教授和浙江大學平淵教授。
蛋白質表面同時存在大量的陰離子胺基酸（穀氨酸、天冬氨酸）和陽離子胺基酸（賴氨酸、精氨酸、組氨酸），陽離子高分子可以通過靜電相互作用結合蛋白質表面的陰離子基團，但是殘留的陽離子胺基酸則會和高分子鏈產生排斥，從而影響蛋白質複合物的穩定性。如果設計一種能夠同時結合陰離子和陽離子基團的載體，則可以有效解決上述問題。基於上述考慮，程義雲團隊設計了一種富含苯硼酸的陽離子高分子。
據該科研團隊介紹，苯硼酸是一種缺電子基團，可以通過氮-硼配位與蛋白質表面的氨基、咪唑等結合，陽離子高分子上的氨基可以與蛋白質表面的羧基結合，進而形成穩定的複合物。這種方式使得富含硼酸的高分子能夠結合不同等電點、尺寸的蛋白質分子，實現普適的蛋白質胞內遞送。這種高分子可以將牛血清白蛋白、藻紅蛋白、綠色螢光蛋白、紅色螢光蛋白、黃色螢光蛋白、細胞色素c、溶菌酶、胰蛋白酶、β-半乳糖苷酶、皂角素、核酸酶、核糖核蛋白等十餘種蛋白質高效遞送到細胞質中，且能夠很好地維持這些蛋白質的生物活性。進一步，程義雲團隊和浙江大學平淵教授合作，評估了這種高分子載體向多種細胞中遞送Cas9核糖核蛋白的效率，發現其可以實現高效的CRISPR/Cas9基因編輯。這種高分子具有非常高的商業應用價值，是一種通用型蛋白質胞內遞送載體，目前該團隊正在推進該材料的商業化應用，即一種新型的、更具有普適性的蛋白質轉染試劑。