分享一篇近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上的文章，题目为Assembly of Glycopeptides in Living Cells Resembling Viral Infection for Cargo Delivery。文章的通讯作者是南开大学的余志林研究员。
特定序列的多肽在非共价相互作用驱动下能够自组装成具有独特形态的纳米结构，可应用于药物递送、生物成像及组织工程等领域。然而，肽基生物材料也存在组织渗透性低以及脱靶效应的局限，多肽原位自组装策略有望解决上述问题。本文作者受病毒侵染细胞过程的启发，报道了一种糖基化多肽在细胞内靶向-水解-转化的级联自组装策略，并用该策略达成了药物递送和肿瘤治疗目标（图1）。
如图1，作者设计了一个糖基化的两亲性肽SgVE，其N端为β-半乳糖丝氨酸，可以结合细胞膜表面的半乳糖凝集素-1（Gal-1）受体，被β-半乳糖苷酶降解后得到天然多肽SVE。β-半乳糖苷酶和Gal-1受体在许多癌症细胞中过表达，SgVE有望具有癌细胞靶向的刺激响应特征。作者在SgVE多肽上二硫键共价偶联了抗癌药物伊立替康，得到SIRI；融合SgVE序列和能够在细胞内激活p53蛋白的PMI序列，得到SPMI；SIRI（5%）、SPMI（10%）与SgVE（85%）共组装成SgVEIP，在癌细胞内实现靶向-水解-转化的级联自组装，从而治疗癌症。 设计糖肽前，作者首先使用UPLC-MS研究了糖基化丝氨酸的酶反应活性（图2），证明SgVE能在酶催化下2h内去糖基化转变为SVE，并且二级结构由无规卷曲转变为β-sheet。AFM和TEM结果显示，SgVE组装为纺锤形结构，而SVE则组装为纳米纤维，说明半乳糖在该多肽自组装体系中发挥着重要的作用。 SIRI、SPMI与SgVE共组装成SgVEIP（图3），与小分子模型实验类似，SgVEIP仍然可以GSH响应地释放伊立替康并且去糖基化，去糖基化后组装体的二级结构发生明显的由无规线团向β-sheet的转变，宏观结构也从束状纳米纤维转变为丝状纤维。 作者选择人结肠癌细胞HCT116和健康人脐带静脉内皮细胞HUVEC作为半乳糖苷酶阳性/阴性细胞模型，测试了SgVEIP组装体的细胞摄取（图4）。作者使用荧光共聚焦显微镜观察了HCT116细胞对SgVEIP组装体的摄取，SgVEIP组装体先是通过结合Gal-1受体靶向性地附着在癌细胞膜上，随后通过溶酶体途径进入细胞内部。作者认为SgVEIP组装体的体积相对SVE而言较小，长度较短，更有利于细胞的摄取。Bio-TEM显示，处理后的HCT116细胞内部能明显观察到长纤维状组装体，证明实现了癌细胞内靶向-水解-转化的级联自组装。 SgVEIP组装体对HCT116细胞的IC50=52.6，有显著的细胞毒性（图5），与MDM2结合，促进了细胞内p53的释放。 最后，作者探究了SgVEIP在HCT116荷瘤Balb/c小鼠体内的体内生物分布和药效（图6）。SgVEIP组装体具有肿瘤靶向性，且48小时内滞留，间隔48小时注射一针对肿瘤的生长有显著抑制效果，且实验期间小鼠体重保持稳定，生物安全性较好。 综上所述，本文介绍了一项在活细胞内模拟病毒感染过程实现货物递送的新型糖肽组装技术，通过精细设计糖肽分子，在活细胞内实现了类似病毒侵染细胞时的级联组装过程，从而有效实现了药物的靶向递送。DOI: 10.1002/anie.202404703Link: https://doi.org/10.1002/anie.202404703
