厦门大学姜涛课题组Nano Lett.：基于可变尺寸多肽组装纤维的细胞间识别与互作调控新策略

在组织工程和细胞治疗领域，细胞间的选择性识别和相互作用至关重要。常见的识别方法聚焦于发展可靶向目标细胞的结合分子，但难以区分具有相同靶点的细胞。厦门大学化学化工学院姜涛（点击查看介绍）团队致力于通过基于多肽组装的人工结合界面调控对细胞多价识别能力（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202303684, 点击阅读详细; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202315296, 点击阅读详细; Nano Lett. 2023, 23, 6386-6392, 点击阅读详细）。近期，该课题组构建了一维可变尺寸的多肽纤维，这一结合分子载体在接触目标癌细胞时会发生显著伸长，实现对含有相同受体的不同癌细胞的选择性多价结合（图1）。该研究工作发表于Nano Letters 期刊，姜涛教授为通讯作者，郭潘博士生为第一作者。

图1. 实验概述图。图片来源：Nano Lett.

图2. 多肽纤维的收缩和伸长。图片来源：Nano Lett.

该课题组设计了异源二聚卷曲螺旋组装肽f1、f2和封端肽c1、c2（图2）。通过f1与f2间的二聚驱动f1-f2自组装形成纤维。c1和c2结合在组装体两端，导致纤维从微米尺度缩短至纳米尺度。引入具有更强多肽间作用力的置换肽d1，能够剥离封端肽c2，使纳米纤维恢复微米尺度。圆二色谱、荧光猝灭和恢复、电镜和荧光共聚焦等实验结果验证了多肽置换过程以及HeLa细胞表面纤维伸长情况（图3）。

图3. 尺度可变多肽纤维。图片来源：Nano Lett.

该课题组使用HeLa和MDA-MB-231癌细胞作为主体和目标细胞，并选择和目标细胞一样过表达转铁蛋白受体的A549癌细胞为竞争细胞。目标细胞表面含有少量但高于竞争细胞的α_vβ₃整合素。靶向转铁蛋白的T7配体和整合素的RGD环肽皆无法选择性识别目标细胞。课题组将带有RGD的置换肽修饰于目标和竞争细胞表面，将带有T7配体的封端纤维修饰在主体细胞表面。令人惊奇的是，当主体细胞与目标细胞接触时，多肽纤维在细胞界面处显著伸长，通过局部汇集T7配体增强配-受体多价结合，从而促进细胞间相互作用（图4）。当主体细胞与竞争细胞相遇时，多肽纤维保持纳米尺度，无法有效促进细胞间作用。在主体、目标以及竞争细胞的混合液中也可发生该过程。此外，该策略还可指导自然杀伤免疫细胞对特定癌细胞的杀伤，显示出在免疫细胞治疗中的潜力。

图4. 触发型纤维伸长促进细胞间选择性识别和相互作用。图片来源：Nano Lett.

小结

该研究表面，动态结合界面可以实现对细胞选择性识别和结合，无需特异性细胞结合分子。这为复杂环境下，如活体内、癌细胞和肿瘤组织的高效、高特异性识别、检测和治疗提供了新思路。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

On-Demand Elongation of Peptide Nanofibrils at Cellular Interfaces to Modulate Cell–Cell Interactions

Pan Guo, Xingjing Zhang, Jingsheng Chen, Xiaoyong Chen, Yun-bao Jiang, Tao Jiang*

Nano Lett., 2024, 24, 11194–11201, DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c02370

导师介绍

姜涛

https://www.x-mol.com/university/faculty/364206 

课题组网站

https://taojianggroup.xmu.edu.cn/