J. Am. Chem. Soc. | ​使用囊泡包裹遞送的TLR激動劑

2021-01-17 王初課題組

    大家好,今天分享一篇發表在JACS的文章,文章的通訊作者是亞琛工業大學的Yang Shi教授、根特大學的Bruno G. De Geest教授和亞琛工業大學Twan Lammers教授,Yang Shi教授和Twan Lammers教授的研究方向是納米醫學,Bruno G. De Geest教授的研究方向是免疫學。


     本篇文章的主要內容是,作者將針對免疫細胞的Toll樣受體激動劑咪唑並喹啉(IMDQ)與聚乙二醇連接起來,從而組裝成囊泡遞送至免疫細胞內,經過此方法得到的囊泡藥物相比於單獨的分子而言,具有低擴散性,高利用率以及更為持久的免疫系統激活的優點。


     免疫系統識別病原體微生物是通過宿主模式識別受體,對相對保守的微生物相關的分子結構進行識別,從而引發後續的免疫應答反應,而Toll樣受體(TLR)是這個過程中十分重要的一類受體分子,Toll受體激動劑激活了抗原呈遞細胞,從而進行後續的抗原呈遞。因此為了提高免疫系統活性,目前已有兩種小分子的TLR激動劑作為局部的免疫系統激活藥物,但是其TLR7/8的受體存在於細胞內體附近,而其作為注射用藥,很難直接導向細胞,存在從注射部位迅速擴散從而引起炎症的可能,並且還會影響藥效,因此作者這裡將Toll樣受體激動劑咪唑並喹啉(IMDQ)與聚乙二醇連接起來,從而誘導其自組裝成納米顆粒,運送到細胞內,被內體降解後釋放IMDQ,從而在胞內激活免疫反應。


     作者首先對藥物分子進行了合成設計,其主要由三部分組成:成藥分子咪唑並喹啉,聚合分子聚乙二醇以及中間的linker GL2,這裡使用的linker會β-葡萄糖醛酸酶的催化下降解,而這個酶主要存在於內體附近,因此藥物分子IMDQ只會在內體附近釋放,也就是在TLR7/8受體處釋放,從而實現藥物的靶向釋放。


      作者首先測試了其在體外細胞中的效果,證明了合成的囊泡藥物在細胞中具有很好的釋放效果,並且其與單獨的小分子效果相似,且具有更長的持續時間;隨後作者在小鼠層面進行了驗證,其使用轉基因改造的具有螢光的小鼠,其螢光強度與體內一型幹擾素IFNβ的產生相關,發現在注入囊泡藥物後,小鼠體內的螢光主要存在於淋巴結以及注射部位,而注射單獨的小分子,則會因為擴散導致全身出現免疫反應,並且這類囊泡類藥物在注射後一周內,都保持釋放,表明這種囊泡藥物具有很好的輔助靶向的作用,並具有較長的持續時間。


     總之,作者設計合成了一種可以將TLR激動劑分子IMDQ靶向運輸至其受體處的囊泡類藥物,並證明了這類藥物具有低擴散性,高利用率以及更為持久的免疫系統激活的優點。


本文作者:WXH

全文連結:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c01928

文章引用:DOI:10.1021/jacs.0c01928


Long-press QR code to transfer me a reward

As required by Apple's new policy, the Reward feature has been disabled on Weixin for iOS. You can still reward an Official Account by transferring money via QR code.

相關焦點

  • 外囊與SNARE囊泡運輸體系的相互作用助力植物的生長
    研究背景:細胞利用囊泡將貨物運輸遍及細胞併到達質膜,這對植物細胞的生長和功能至關重要。好幾種不同的蛋白幫助控制和調節囊泡運輸,以將細胞貨物遞送至其發揮功能的位置。在分泌過程中,位於囊泡和質膜上的SNARE蛋白質相互作用,從而將兩種膜融合在一起並卸載蛋白質貨物。儘管SNARE是膜融合所必需的,但它們依賴於其他機制來使囊泡接近其靶膜。外囊是一種已被充分研究的栓系(tethering)複合體,幫助將囊泡遞送至質膜。儘管已有假設認為SNARE和外囊蛋白複合體在相同的分泌途徑起作用,但仍然缺乏蛋白質亞基或複合體在植物中相互作用的體內證據。
  • Cell Rep:癌細胞通過微小囊泡選擇性地輸出多種類型的長鏈RNA
    2018年11月3日/生物谷BIOON/---眾所周知,包括癌細胞在內的許多細胞以微小囊泡的形式分泌不同的蛋白和短鏈RNA,比如微小核糖核酸(microRNA, miRNA)和環狀RNA(circular RNA, circRNA)。這些微小囊泡隨後進入其他的細胞中,並在它們的內部移動。這可能是細胞間通信的一種形式。
  • 香港城市大學史家海:細胞外囊泡將顛覆遞送系統的傳統認知丨專訪
    北京時間 7 月 1 日,基於紅細胞外囊泡(RBCEV)的藥物及基因治療遞送平臺 Carmine Therapeutics 宣布與國際製藥巨頭武田製藥達成 9 億美元的藥物研發合作協議,未來雙方將針對兩個靶點,共同展開對罕見病的藥物研發合作。
  • 新型的磁性囊泡,具有可調諧厚度和磁導率
    打開APP 新型的磁性囊泡,具有可調諧厚度和磁導率 工程師曾玲 發表於 2018-06-26 10:57:00
  • 細胞內物質常見的運輸方式-囊泡運輸
    試題:詹姆斯·E·羅斯曼等三位科學家因從事「細胞內囊泡運輸機制」的研究共同獲得2013年諾貝爾生理學或醫學獎。1.關於囊泡運輸「囊泡運輸」研究領域已經收穫了4次諾貝爾生理或醫學獎(1974年、1985年、1999年和2013年,每隔10來年就獲獎一次),但目前人們對細胞內複雜而精細的交通運輸系統的認識,仍然是初步的和框架性的,關於囊泡運輸的更精細的調控機制,
  • 植物胞質分裂中成膜體的動態調控及囊泡運輸機制
    微管結合蛋白MAP65、驅動蛋白Kinesin甚至囊泡運輸相關蛋白都參與了成膜體的形成以及動態維持(表1)。2 細胞板囊泡的來源早期,人們普遍認為組成細胞板的囊泡來自高爾基體。外泌和內吞蛋白被運輸至TGN上後,BIG1-BIG4激活ARF1家族蛋白,激活的ARF1蛋白募集「貨物」並將其包裹到含有銜接蛋白複合體1(adaptorproteincomplex1,AP1)的網格蛋白(Clathrin)包被的囊泡中,並向細胞板運輸。另一個試驗結果表明敲除AP1複合體的μ-亞基(APlμ2)基因阻斷了外泌蛋白和內吞蛋白向細胞板轉運,導致二核細胞的形成。
  • J. Am. Chem. Soc. | 分析外泌體上糖信號的新方法:QLA
    外泌體是細胞分泌的細胞外囊泡,其通常在40-150 nm範圍內。外泌體具有調節多種生理過程的功能,並且可能和一些疾病相關,但是目前對外泌體的研究僅停留在其糖基化的整體狀態上,而對於單獨蛋白上外泌體的糖特徵的研究還沒有合適的工具。
  • 細胞的「快遞員」——囊泡--中國數字科技館
    在電子商務高度發達的今天,快遞員在各地的大街小巷中穿梭,把包裹快遞到各家。然而,這些物質不能直接從細胞內到達血液中,它們得靠囊泡這個「快遞員」來幫忙運送。這些小小的囊泡十分機動靈活,可以隨意地和細胞膜融合或分離。因此,也可以說囊泡是某些物質進出細胞的「鑰匙」。
  • CCS Chemistry | 低分子量陽離子聚多酚,siRNA實現細胞內遞送的...
    近年來,陽離子聚合物載體被廣泛應用於siRNA遞送,但常常受限於siRNA雙鏈相對剛性的結構和有限的結合位點,使陽離子聚合物難以有效地結合,轉染效率偏低。如果使用分子量大的或超支化或具有樹枝狀拓撲結構的聚合物來解決這個問題,在細胞遞送過程中又會引起不可避免的細胞毒性。因此,基於最小毒性的低分子量聚合物來開發有效的siRNA載體十分必要。
  • 囊泡和上帝粒子--中國數字科技館
    其中有一類「快遞員」專門幫助細胞運輸物質,這個「快遞員」的名字叫囊泡。而這個水滴不時會脫落下一個更小的、包裹著油膜的小「水滴」。這個更小的「水滴」就是囊泡。當囊泡遇到了相對應的細胞,就會和它碰撞在一起,合二為一。而在這個過程中,物質被從一個細胞傳遞到了另一個細胞。
  • J Am Chem Soc:金納米粒--開啟免疫系統的鑰匙
    這個突破能加深對病毒和細菌特性的了解,形成更好的藥物遞送系統和更有效的藥物與接種疫苗。這一發現發表在期刊Journal of the American Chemical Society上。
  • Cell:纖毛G蛋白偶聯受體與細胞外囊泡之間的信號轉導調控
    在胞吐作用過程中,纖毛或質膜的局部向外彎曲釋放出細胞外囊泡(EV),稱為ectosome或微囊泡。儘管纖毛胞吐作用可能代表衣藻屬的專用方式,但由於纖毛具有暴露於細胞外環境的唯一的膜結構,哺乳動物和線蟲EV的分析已經檢測到部分在纖毛中發現的幾種蛋白質,特別是多囊腎病(PKD)蛋白纖維細胞毒素/PKHD1和多囊蛋白-2/PKD2和突起特異性蛋白prominin。
  • 中國科學家揭示囊泡介導非常規蛋白分泌的轉運途徑
    中國科學家揭示囊泡介導非常規蛋白分泌的轉運途徑 作者:小柯機器人 發布時間:2020/4/14 13:43:40 近日,清華大學葛亮課題組報導了一條囊泡介導非常規蛋白分泌的轉運途徑。
  • 山東大學鮑曉明課題組:改善囊泡運輸提高釀酒酵母纖維素酶胞外展示...
    山東大學鮑曉明課題組:改善囊泡運輸提高釀酒酵母纖維素酶胞外展示的活性 來源:上海   發布者:左麗媛   日期:2017-03-09   今日/總瀏覽:2/
  • CCS Chemistry | DNA納米組裝體細胞質直接遞送,只靠一張「不乾膠」
    因此,開發一種簡便而通用的方法,在不造成結構變形的情況下直接在細胞內遞送DNA納米組件,仍然是一個理想的目標。福州大學李娟教授課題組開發了一種簡便和通用的方法,利用一種含二硫鍵和胍基的雙官能團「分子貼紙」實現DNA納米組裝體的細胞質高效遞送。這種「分子貼紙」的胍基與DNA磷酸骨架存在多價鹽橋相互作用,因此作為「分子貼紙」的膠水部分,使其與DNA納米組裝體緊密結合。
  • Nature:揭示泛素在囊泡塗層形成中的作用
    將來自內質網的新合成蛋白質轉入到COPII囊泡中是蛋白質分泌的必要條件。在細胞中,COPII囊泡的直徑大約60-80納米,但其中一些必須增加它們的大小來適應運載較大的蛋白,如300-400納米的膠原蛋白纖維或乳糜微粒。
  • 三位科學家因發現細胞內囊泡運輸的調節機制而獲得諾貝爾生理學或...
    獲獎理由是「發現細胞內的主要運輸系統——囊泡運輸的調節機制」。James E. Rothman於1950年出生於美國麻省Haverhill,1976年從哈佛醫學院獲得博士學位,曾在MIT做過博後。1978年他進入史丹福大學,開始了對細胞囊泡的研究。他曾任職的研究機構還包括普林斯頓大學、紀念斯隆-凱特靈癌症研究所和哥倫比亞大學。
  • 免疫故事兩則:胞內囊泡運輸與抗原呈遞及胞外囊泡運輸與過敏反應
    這個故事講的是樹突狀細胞1膜上存在特異性受體CLEC9A能把入侵病原體或癌細胞碎片等帶有抗原信息的結構帶到胞內一種稱為RAB11A+ERC的囊泡結構中,這種囊泡結構膜上有WDFY4蛋白,幫助囊泡與溶酶體相錨定,與溶酶體融合後抗原關鍵信息部分被分解出來,然後與MHC-1結合,最後此信息返回到細胞膜上呈遞給CD8+T Cell(T細胞的一種
  • PTRB: 影響神經細胞功能的囊泡
    2014年10月6日 訊 /生物谷BIOON/ --近日研究發現,微小囊泡中含有保護性物質,顯然,其在神經元的功能上傳送神經細胞起著非常重要的作用細胞生物學家發現,神經細胞會尋求鄰近的神經膠質細胞小囊泡的援助用來抵禦壓力和其他潛在的有害因素。這些囊泡稱為外核體,似乎在不同水平上刺激神經元:它們影響電刺激傳導,生化信號傳遞和基因調控。外核體因此是一種多功能信號發射器,它在大腦中有著至關重要的作用。研究人員已經觀察到在此前的一項研究中,少突神經膠質細胞釋放外核體去刺激神經。這些外核體被神經元吸收,並改善神經元應激耐受力。
  • 古樹新芽亦爭春,蛋白質組學深入揭示囊泡運輸的重要機制
    這些分子的運輸需要依賴一種叫囊泡的細胞結構——這種有膜包被的小型泡狀結構能夠將待運輸的分子包裹起來,送到目的地並釋放。在「細胞碼頭」中,這些「貨櫃」的吞吐量是驚人的。這些「貨櫃」持續不斷的形成,被生產出來就馬上投入使用,帶著它們的貨物奔向細胞內或細胞外的目的地。