迄今為止，腫瘤作為世界范圍內(nèi)人類死亡的主要原因仍舊無法得到*的解決。許多科學(xué)家和研究人員在開發(fā)新型的腫瘤診斷與治療方面做出了很多努力與嘗試。光動(dòng)力學(xué)治療（photodynamic therapy，PDT）是一種對(duì)正常組織侵襲性很小的腫瘤治療模式；治療過程中，輸送到腫瘤部位的光敏劑會(huì)通過定點(diǎn)光照激活，將氧氣轉(zhuǎn)化為細(xì)胞毒性的活性氧(ROS)，從而殺死腫瘤細(xì)胞。近些年來，在腫瘤治療中通過光動(dòng)力療法（PDT）產(chǎn)生ROS，從而不可逆地破壞鄰近細(xì)胞的方式被廣泛采用。多肽基于其優(yōu)異的生物安全性、潛在的生物降解性和多樣化的生物功能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是腫瘤的診斷與治療，具有強(qiáng)大的體內(nèi)應(yīng)用潛力。基于多肽的新型生物材料同時(shí)繼承了多肽和傳統(tǒng)生物材料的優(yōu)點(diǎn)，在開發(fā)并設(shè)計(jì)的腫瘤診斷治療策略中發(fā)揮著重要的作用。

 2019年10月3日，武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院生物醫(yī)用高分子材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張先正教授課題組設(shè)計(jì)了一種蛋白法尼斯基轉(zhuǎn)移酶（PFTase）驅(qū)動(dòng)的質(zhì)膜（plasma membrane PM）靶向嵌合肽PCPK，用于質(zhì)膜靶向光動(dòng)力治療（PM-PDT），并通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞質(zhì)膜損傷及其損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）的快速釋放而增強(qiáng)免疫治療。與檢查點(diǎn)阻斷劑anti-PD-1配合后，對(duì)轉(zhuǎn)移性腫瘤具有抑制作用。這種的PM-PDT策略通過誘導(dǎo)PM損傷及DAMPs的快速釋放能激活強(qiáng)大的抗腫瘤免疫響應(yīng)，并引發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)，在免疫治療領(lǐng)域具有重要意義。該研究成果已發(fā)表在ACS Nano雜志，IF=13.903。博士生張馳、博士生高凡為共同一作者，張先正教授為該文章的通訊作者。

題目：

Enzyme-Driven Membrane-Targeted Chimeric Peptide for Enhanced Tumor Photodynamic Immunotherapy

期刊：ACS Nano

影響因子：13.903

PMID：31566945

作者：武漢大學(xué)博士生張馳、博士生高凡為共同一作者

作者單位：武漢大學(xué)

索萊寶合作產(chǎn)品：

本文研究人員設(shè)計(jì)了一種蛋白法尼斯基轉(zhuǎn)移酶（PFTase）驅(qū)動(dòng)的質(zhì)膜（plasma membrane PM）靶向嵌合肽PCPK（PpIX-C6-PEG8-kkkkk-sktkc-OMe），用于質(zhì)膜靶向光動(dòng)力治療（PM-PDT），并通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞質(zhì)膜損傷及其損傷相關(guān)分子模式的快速釋放（DAMPs）而增強(qiáng)免疫治療。PCPK的質(zhì)膜靶向能力源自細(xì)胞的K-Ras信號(hào)傳導(dǎo)，該信號(hào)通路通過PFTase驅(qū)使相應(yīng)的蛋白驅(qū)動(dòng)到質(zhì)膜。與光敏劑原卟啉IX（PpIX）結(jié)合，PCPK可以產(chǎn)生有細(xì)胞毒性的活性氧（ROS），從而使膜相關(guān)蛋白失活，引發(fā)脂質(zhì)過氧化，并在光照射下以極低濃度（1μM）破壞質(zhì)膜。特定的質(zhì)膜損傷進(jìn)一步誘導(dǎo)了DAMPs的快速釋放，導(dǎo)致抗腫瘤免疫反應(yīng)比常規(guī)細(xì)胞質(zhì)定位的光動(dòng)力療法更強(qiáng)。當(dāng)與程序性細(xì)胞死亡受體1阻斷療法聯(lián)合使用時(shí)，這種免疫刺激的質(zhì)膜靶向光動(dòng)力治療（PM-PDT）還表現(xiàn)出對(duì)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移性腫瘤的抑制作用。通過體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PCPK介導(dǎo)的PM-PDT較PCPK-SR介導(dǎo)的CP-PDT具有明顯的抗腫瘤作用。更重要的是，免疫分析進(jìn)一步證實(shí)，PCPK介導(dǎo)的PM-PDT會(huì)導(dǎo)致DAMPs的快速釋放，導(dǎo)致比CP-PDT更強(qiáng)的免疫反應(yīng)。這種的PM-PDT策略通過誘導(dǎo)PM損傷及DAMPs的快速釋放能激活強(qiáng)大的抗腫瘤免疫響應(yīng)，并引發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)，在免疫治療領(lǐng)域具有重要意義。

靶向細(xì)胞膜（PM）的PDT（PM-PDT）結(jié)合PD-1檢查點(diǎn)阻斷療法*原發(fā)腫瘤并抑制遠(yuǎn)端腫瘤的示意圖

1、PCPK和PCPK-SR納米顆粒的表征及體外ROS生成

PCPK和PCPK-SR在水溶液中通過靜電和疏水/親水作用自組裝成納米粒子（圖1A，B）。透射電子顯微鏡（TEM，圖1C，D）顯示PCPK和PCPK-SR納米粒子的粒徑分別為29.0 ± 3.8 nm和15.8 ± 4.3 nm，動(dòng)態(tài)光散射（DLS）分析進(jìn)一步證明了PCPK和PCPK-SR納米粒子的均勻粒徑分布（圖1E，F(xiàn)）。TEM圖像和DLS分析的結(jié)果均表明PCPK和PCPK-SR納米顆粒具有良好的分散性和均一的粒徑。如圖1G所示，由于自組裝納米結(jié)構(gòu)π-π相互作用的存在，表明PCPK和PCPK-SR形成PpIX二聚體。而PpIX的引入賦予PCPK和PCPK-SR在光照下產(chǎn)生活性氧ROS的能力。本文利用ROS熒光指示劑DCFH-DA進(jìn)行ROS檢測(cè)。圖1G顯示PCPK和PCPK-SR的熒光強(qiáng)度均隨著照射時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，并且兩者表現(xiàn)出相同的ROS生成能力。隨后又通過激光共聚焦掃描顯微鏡（CLSM）在細(xì)胞水平檢測(cè)到ROS的生成。如圖1I所示，在沒有光照射的情況下，在PCPK和PCPK-SR組中均檢測(cè)不到綠色熒光。兩組的強(qiáng)烈綠色熒光表明光照射下，PCPK和PCPK-SR在細(xì)胞水平上都有ROS生成能力。

TEM圖像和DLS分析的結(jié)果均表明PCPK和PCPK-SR納米顆粒具有良好的分散性和均一的粒徑。PpIX的引入賦予PCPK和PCPK-SR在光照下產(chǎn)生活性氧ROS的能力，PCPK和PCPK-SR在細(xì)胞水平上都可以產(chǎn)生ROS。

2、研究PCPK和PCPK-SR的細(xì)胞PM靶向效果和滯留

評(píng)估了PCPK的細(xì)胞內(nèi)法尼基化，并通過CLSM研究了4T1細(xì)胞的PM靶向能力（圖2A）。作為對(duì)照，屏蔽PCPK的巰基以阻止其法尼基化能力，并進(jìn)一步研究了PCPK-SR的PM靶向能力（圖2B）。在與PCPK和PCPK-SR孵育6小時(shí)后，我們利用商業(yè)化的細(xì)胞PM追蹤劑（CellMask綠色質(zhì)膜染色劑）標(biāo)記細(xì)胞PM，并通過CLSM觀察了材料和細(xì)胞PM的共定位。如圖2C，D所示，PCPK的大部分紅色熒光位于細(xì)胞膜（細(xì)胞膜為綠色熒光），而只有一小部分紅色熒光在細(xì)胞質(zhì)中被觀察到，主要是由于細(xì)胞吸收和溶酶體在短時(shí)間內(nèi)被捕獲所造成。對(duì)于PCPK-SR組，由于阻斷了細(xì)胞的法尼基化過程，因此在細(xì)胞PM處累積的紅色熒光可以忽略不計(jì)。熒光共定位分析還顯示了PCPK的紅色熒光與細(xì)胞PM跟蹤物的綠色熒光之間有明顯的重疊，表明PCPK的PM靶向作用。然后用CLSM觀察4T1細(xì)胞與PCPK 或PCPK-SR分別在不同時(shí)間間隔(4、8、12 h)孵育后的熒光(圖2E,F)。圖2G顯示培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，細(xì)胞膜上紅色熒光增強(qiáng)，這是由于正在進(jìn)行的PCPK介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)法尼基化和連續(xù)的細(xì)胞膜靶向作用所致。另外，PCPK-SR在細(xì)胞膜上的紅色熒光逐漸減弱，并隨時(shí)間逐漸消失（圖2H）。根據(jù)結(jié)果我們推測(cè)，靜電相互作用先介導(dǎo)了PCPK-SR對(duì)PM的靶向作用，然后由于PCPK-SR的吸收和排泄，PM靶向作用逐漸減弱和消失。

熒光共定位分析顯示了PCPK的PM靶向作用。細(xì)胞內(nèi)的法尼基化可以驅(qū)動(dòng)K-Ras衍生的嵌合肽PCPK靶向作用細(xì)胞PM。靜電相互作用先介導(dǎo)了PCPK-SR對(duì)PM的靶向作用，然后由于PCPK-SR的吸收和排泄，PM靶向作用逐漸減弱和消失。

3、體外細(xì)胞毒性和PM-PDT的療效及PM-PDT介導(dǎo)的細(xì)胞死亡機(jī)制

PM-PDT在細(xì)胞水平上表現(xiàn)出良好的治療效果。如圖3A所示，在660nm光照射（30mW/cm 2，60s）下，PCPK顯示出比PCPK-SR更高的細(xì)胞毒性。而光照下的PCPK顯示MDA濃度比不光照的組高6倍，表明脂質(zhì)過氧化（圖3B）。如圖3C所示，在沒有光照射的情況下，PCPK和PCPK-SR組中的強(qiáng)綠色熒光表明PCPK和PCPK-SR的細(xì)胞毒性可忽略不計(jì)。但由于PM-PDT引起的細(xì)胞快速死亡，用PCPK光照射處理的4T1細(xì)胞顯示出明顯的紅色熒光和少量綠色熒光。這些結(jié)果表明PCPK可以通過PM-PDT破壞細(xì)胞PM并誘導(dǎo)快速細(xì)胞死亡。如圖3D表明 PCPK可介導(dǎo)細(xì)胞PM-PDT引起PM的破壞，而CP-PDT不足以引起細(xì)胞膜的破壞。將PI用作CLSM觀察的指標(biāo)顯示光照射的PCPK組細(xì)胞PM也被破壞（圖3E）。通過凋亡和壞死分析研究PM-PDT對(duì)細(xì)胞的死亡機(jī)制。圖3F可以看出，PCPK-SR組一旦受到660 nm的光照射，CP-PDT就可導(dǎo)致早期細(xì)胞凋亡。同時(shí)，與PCPK孵育的4T1細(xì)胞在光照射后細(xì)胞明顯壞死。如上所述，PCPK具有強(qiáng)大的細(xì)胞PM靶向能力，而PM-PDT可以有效破壞細(xì)胞PM的完整性。因此，事實(shí)證明，PCPK介導(dǎo)的PM-PDT通過破壞細(xì)胞PM而引發(fā)細(xì)胞壞死。

PCPK可以通過PM-PDT破壞細(xì)胞PM并誘導(dǎo)快速細(xì)胞死亡。PCPK具有強(qiáng)大的細(xì)胞PM靶向能力，而PM-PDT可以有效破壞細(xì)胞PM的完整性。因此，事實(shí)證明，PCPK介導(dǎo)的PM-PDT通過破壞細(xì)胞PM而引發(fā)細(xì)胞壞死。

4、免疫功能

PCPK介導(dǎo)的PM-PDT可以選擇性破壞細(xì)胞PM，并誘導(dǎo)HMGB1和ATP等細(xì)胞內(nèi)容物的快速釋放，從而進(jìn)一步促進(jìn)抗腫瘤免疫反應(yīng)。PM-PDT通過誘導(dǎo)DAMP的快速釋放而表現(xiàn)出比CP-PDT更好的免疫刺激作用。

據(jù)報(bào)道，抗腫瘤免疫反應(yīng)的激活將會(huì)伴隨著相關(guān)細(xì)胞因子的產(chǎn)生(如TNF –α、IL-6)和樹突狀細(xì)胞的成熟。本文研究人員通過皮下注射4T1細(xì)胞建立了BALB/c小鼠的4T1腫瘤模型，使用不同材料處理小鼠48 h后采集血清樣本，并通過ELISA方法檢測(cè)細(xì)胞因子含量，發(fā)現(xiàn)PCPK介導(dǎo)的PM-PDT可導(dǎo)致細(xì)胞因子的釋放高于其他，顯示了免疫應(yīng)答的有效激活。

5、聯(lián)合化療與免疫治療的抗腫瘤效果

聯(lián)合PD-1治療時(shí)，由于高PM-PDT的功效和強(qiáng)大的全身性抗腫瘤免疫反應(yīng)，PCPK對(duì)原發(fā)性和遠(yuǎn)處腫瘤均顯示出更強(qiáng)的抗腫瘤作用。

6、流式細(xì)胞儀檢測(cè)遠(yuǎn)處腫瘤中的腫瘤浸潤(rùn)T淋巴細(xì)胞

快速釋放的DAMP，與PKPK-SR介導(dǎo)的CP-PDT相比，PCPK介導(dǎo)的PMPDT表現(xiàn)出更高的PDT效率并且可以引發(fā)更強(qiáng)的抗腫瘤免疫應(yīng)答。

本文研究人員通過體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PCPK介導(dǎo)的PM-PDT較PCPK-SR介導(dǎo)的CP-PDT具有明顯的抗腫瘤作用。PCPK介導(dǎo)的PM-PDT會(huì)導(dǎo)致DAMPs的快速釋放，與檢查點(diǎn)阻斷劑anti-PD-1配合后,對(duì)轉(zhuǎn)移性腫瘤具有抑制作用。這種的PM-PDT策略在抗腫瘤的免疫治療方面具有巨大的應(yīng)用潛力，在免疫治療領(lǐng)域具有重要意義。

文章題目：

Microneedle-Assisted Transdermal Delivery of Etanercept for Rheumatoid Arthritis Treatment    

PMID：31096705   

IF：4.773 

雜志名稱：

Pharmaceutics       

引用產(chǎn)品：

SEKM-0034：Mouse TNF-α ELISA Kit    

合作單位：

鄭州大學(xué)        

文章題目：

An anti-inflammatory peptide and brain-derived neurotrophic factor-modified hyaluronan-methylcellulose hydrogel promotes nerve regeneration in rats with spinal cord injury       

PMID：30705588    

IF：4.47    

雜志名稱：

International Journal of Nanomedicine       

引用產(chǎn)品：

SEKM-0143：Mouse BDNF ELISA Kit    

文章題目：

Antidiabetic effects of water-soluble Korean pine nut protein on type 2 diabetic mice    

PMID：31228801      

IF：3.7       

雜志名稱：

biomedicine & pharmacotherapy       

引用產(chǎn)品：

SEKM-0141：Mouse Insulin ELISA Kit    

合作單位：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)    

文章題目：

Hydrogen gas reduces HMGB1 release in lung tissues of septic mice in an Nrf2/HO-1-dependent pathway       

PMID：30660872    

IF：3.361    

雜志名稱：

International Immunopharmacology       

引用產(chǎn)品：

SEKM-0034：Mouse TNF-α ELISA Kit  

SEKM-0007：Mouse IL-6 ELISA Kit    

SEKM-0010：Mouse IL-10 ELISA Kit    

合作單位：

天津醫(yī)科大學(xué)        

文章題目：

Eriodictyol Attenuates Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury through the Activation of JAK2    

PMID：29441020    

IF：3.2       

雜志名稱：

Frontiers in Physiology       

引用產(chǎn)品：

SEKR-0017：Rat CRP ELISA Kit    

合作單位：

濱州醫(yī)學(xué)院        

文章題目：

Immunomodulatory effects of collagen hydrolysates from yak (Bos grunniens) bone on cyclophosphamide-induced immunosuppression in BALB/c mice     

IF：3.19       

雜志名稱：

Journal of Functional Foods     

引用產(chǎn)品：

SEKM-0034：Mouse TNF-α ELISA Kit    

SEKM-0007：Mouse IL-6 ELISA Kit    

SEKM-0002：Mouse IL-1β ELISA Kit    

合作單位：

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)    

文章題目：

iTRAQ-based proteomic analysis explore the influence of hypoxia on the proteome of dental pulp stem cells under 3D culture

PMID：29327447

IF：3.106         

雜志名稱：

Proteomics         

引用產(chǎn)品：

SEKH-0013： Human IL-6 ELISA Kit     

合作單位：

重慶醫(yī)科大學(xué)      

文章題目：

Resveratrol exhibits an effect on attenuating retina inflammatory condition and damage of diabetic retinopathy via PON1     

PMID：30503749   

IF：2.998       

雜志名稱：

Experimental Eye Research       

引用產(chǎn)品：

SEKR-0002：Rat IL-1β ELISA Kit    

SEKR-0005：Rat IL-6 ELISA Kit    

SEKR-0009：Rat TNF-α ELISA Kit    

SEKR-0008：Rat IFN-γ ELISA Kit    

SEKR-0024：Rat MCP-1 ELISA Kit    

合作單位：

西安培華學(xué)院      

文章題目：

Evaluation and comparison of immunogenicity and cross-protective efficacy of two inactivated cell culture-derived GIIa- and GIIb-genotype porcine epidemic diarrhea virus vaccines in suckling piglets    

PMID：30827401    

IF：2.791     

雜志名稱：

Veterinary Microbiology       

引用產(chǎn)品：

SEKP-0010：Porcine IFN-γ ELISA Kit    

合作單位：

蘭州獸醫(yī)研究所