《細胞穿透肽 研究方法與實驗指南》主要講述細胞穿透肽(CPPs)的研究歷程,內(nèi)容包括5個部分,分別為:CPPs的研究歷史、背景和分類;CPPs穿膜機制的檢測方法;CPPs的功能;CPPs在應(yīng)用領(lǐng)域的飛速發(fā)展;以及CPPs在體內(nèi)的應(yīng)用和成為藥物的前景。通過對CPPs的研究,使人們拓寬了現(xiàn)有的理論知識和技術(shù)方法,對細胞的攝取機制有了更深的了解,對臨床藥物的發(fā)展也大有裨益。
本書涵蓋了目前CPPs領(lǐng)域新的研究觀點,可作為細胞生物學(xué)專業(yè)科研人員的基本指導(dǎo)用書,對于采用新方法研究細胞內(nèi)機制從而促進未來藥物的發(fā)展意義重大。
在1980年代末和2000年代初,幾個重要的實驗推翻了蛋白質(zhì)和多肽不能通透細胞膜的傳統(tǒng)學(xué)說。第一個實驗是在1988年,兩個獨立的研究組分別證明了HIV轉(zhuǎn)激活子蛋白的細胞間穿梭能力;第二個實驗是在1991年,阿蘭�6�1普羅希昂茨(Alain Prochiantz)研究組報道了觸角同源區(qū)(一種果蠅同源蛋白)的細胞內(nèi)在化現(xiàn)象,并且隨后在1994年發(fā)現(xiàn)了pAntp(43~58)或者稱為穿透素(penetratin)的短肽,是細胞內(nèi)在化所必需的區(qū)域。今天,已報道了上百種這類短肽,它們被統(tǒng)稱為細胞穿透肽(cell-penetrating peptides,CPPs),一些實驗組稱它們?yōu)榈鞍邹D(zhuǎn)導(dǎo)區(qū)(protein transduction domains,PTDs)、特洛伊木馬肽、模型雙極性肽或者膜轉(zhuǎn)位序列?傮w而言,目前仍難以對CPPs下準確的定義,因為它們的穿透機制尚不確定。盡管如此,如今對CPPs的理解是:CPPs為一類含有5~40個氨基酸短肽,具有進入細胞內(nèi)部的能力,它們以內(nèi)吞等多種機制進入細胞;當它們與生物活性分子通過共價或非共價方式連接后,可使生物分子轉(zhuǎn)運入細胞。
本書分為5個部分,覆蓋了CPPs研究中最重要的方面。第一部分簡短介紹了CPPs的研究歷史、背景和分類,總結(jié)了預(yù)測它們的可能性;該部分還對CPPs的一個重要組分——穿透素的研究概況做了介紹。由于本書主要針對現(xiàn)有的CPP研究方法,CPP的攝取機制沒有完全展開闡述。第二部分介紹了CPPs穿膜機制的檢測方法。由于在與磷脂膜相互作用的細胞攝取中,CPPs的結(jié)構(gòu)起了重要作用,因此CPPs進入細胞的檢測方法是本書的重要部分。在這部分中,詳細地介紹了使用細胞組織化學(xué)、激光共聚焦技術(shù)、電子顯微鏡技術(shù)等技術(shù)檢測CPPs的穿膜機制;在研究方法上,藥物動力學(xué)和熱力學(xué)攝取是研究CPPs機制的重要工具。第三部分闡述了CPPs的功能。例如使用CPPs的獨特性質(zhì),研究細胞內(nèi)(間)相互作用和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的生化機制。CPPs的功能是CPPs研究中最令人振奮的內(nèi)容之一,在調(diào)節(jié)細胞內(nèi)蛋白與蛋白之間相互作用中可能成為一個重要的藥物治療策略。第四部分總結(jié)了CPPs在應(yīng)用領(lǐng)域的飛速發(fā)展,尤其在基因調(diào)節(jié)方面促進siRNA等寡核苷酸的轉(zhuǎn)運,以誘導(dǎo)基因沉默。第五部分是這本書的另一個重要內(nèi)容,討論了CPPs在體內(nèi)的應(yīng)用,以及作為藥物的應(yīng)用前景,例如具有腫瘤選擇性的柔性CPPs技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展,目前終于結(jié)出碩果,器官選擇性的CPPs輸送方法也是近年研究的熱點,其他研究熱點還包括CPPs與具有臨床治療價值納米顆粒和多聚物連接在體內(nèi)的輸送等等。
總之,在這20多年的研究歷程中,對CPPs的研究不僅幫助我們拓寬了現(xiàn)有的理論知識和技術(shù)方法,更好地了解細胞對物質(zhì)的攝取機制,還對臨床藥物的發(fā)展大有裨益。
付愛玲,博士,西南大學(xué)藥學(xué)院藥理學(xué)和生物化學(xué)與分子生物學(xué)系教授,研究方向為中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物治療及機制研究,研究特色為多肽引導(dǎo)大分子蛋白質(zhì)和核酸入(靶)腦轉(zhuǎn)運以治療腦內(nèi)疾病。
第一部分 總論
第1章 細胞穿透肽的分類和預(yù)測
第2章 穿透素的故事
第二部分 細胞穿透肽進入細胞的機制研究
第3章 檢測細胞穿透肽與膜的相互作用
第4章 雙極性細胞穿透肽與模型膜的相互作用
第5章 應(yīng)用NMR研究細胞膜模型的三維結(jié)構(gòu)及細胞穿透肽在其中的定位
第6章 測定細胞穿透肽在細胞內(nèi)的穩(wěn)定性
第7章 多肽結(jié)合和插入脂質(zhì)雙層膜的預(yù)測工具
第8章 蛋白聚糖參與細胞穿透肽介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運
第9章 細胞穿透肽的攝取動力學(xué)
第10章 脂質(zhì)與細胞穿透肽相互作用的熱力學(xué)研究
第11章 鈣與細胞膜修復(fù)
第12章 利用熒光顯微鏡檢測蛋白轉(zhuǎn)導(dǎo)通路
第13章 電子顯微鏡觀測細胞穿透肽的人胞方式
第14章 細胞穿透肽的毒性研究
第15章 細胞穿透肽攝取方法的研究和比較
第16章 細胞穿透肽介導(dǎo)寡核苷酸轉(zhuǎn)運的細胞內(nèi)在化方式
第三部分 細胞穿透肽的功能研究
第17章 細胞穿透肽對功能性蛋白質(zhì)的模仿
第18章 同源蛋白的細胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)——細胞穿透肽的隱藏功能
第19章 靶腦型細胞穿透肽的構(gòu)建與功能研究
第20章 應(yīng)用肽噬菌體展示技術(shù)確定和表征組織特異性蛋白轉(zhuǎn)導(dǎo)區(qū)
第21章 細胞穿透肽作為信號調(diào)節(jié)劑選擇性誘導(dǎo)細胞凋亡
第四部分 細胞穿透肽在基因調(diào)控中的作用
第22章 檢測CPP-ON的有效性和機制的簡便方法——剪接重定位
第23章 在假肥大型肌營養(yǎng)不良動物模型中CPP介導(dǎo)的寡核苷酸外顯子跳躍
第24章 PTD-DRBD介導(dǎo)的siRNA轉(zhuǎn)運
第25章 多肽通過非共價方式介導(dǎo)siRNA的轉(zhuǎn)運
第26章 應(yīng)用PepFect肽轉(zhuǎn)運剪切一校正寡核苷酸
第27章 不同的cPP與JBS一核素形成復(fù)合物促進磷酸核苷內(nèi)在化進入活細胞
第28章 光化學(xué)內(nèi)在化促進CPP一肽核酸復(fù)合物的細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運
第五部分 細胞穿透肽在體內(nèi)及未來作為藥物的應(yīng)用
第29章 體內(nèi)噬菌體展示技術(shù)確定管家肽
第30章 檢測CPP-siRNA在肺中的作用
第31章 應(yīng)用細胞穿透肽向細胞內(nèi)輸送納米粒子
第32章 應(yīng)用多功能CPP聚合物系統(tǒng)靶向腫瘤運輸質(zhì)粒和siRNA
第33章 細胞穿透肽和Bax抑制肽的使用方法
第34章 PAIR技術(shù):活細胞中分離外顯子特異性的RNA結(jié)合蛋白
第35章 細胞和局部攝取熒光素-寡聚精氨酸偶聯(lián)物的定量方法
第36章 公司規(guī)模化生產(chǎn)CPP連接的寡聚核苷酸藥物
第37章 應(yīng)用融合肽GALA進行細胞內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運
第38章 以細胞穿透肽為載體的藥物轉(zhuǎn)運系統(tǒng)基礎(chǔ)和臨床研究
第39章 在局部藥物開發(fā)中自組裝CPP多肽系統(tǒng)的非臨床和臨床試驗