导读
既⽣瑜⼜⽣亮
互联⽹和商品的相遇成就了马云，西红柿和鸡蛋的相遇缔造了美味，多肽和纳⽶的相遇会迸发出什么⽕花呢，本期⽂章药学速览将带领 ‘ ⼩览盆友们’ 深⼊了解两者相得益彰的美妙，‘ 既⽣瑜⼜⽣亮’双杰交相辉映⼜有何不可？武汉⼤学张先正团队近期在《Advanced Drug Delivery Reviews》发表长篇综述，详细介绍了多功能的多肽在肿瘤中中的应⽤。多肽在纳⽶运载系统的协助下更显得如虎添翼。
多肽
癌症（恶性肿瘤），⼀种威胁⼈类⽣命与健康的恶疾，以肿瘤细胞的迅速⽣长和转移为特征。系统性放、化疗对癌变组织没有针对性，时常对正常组织产⽣毒性，引起严重副反应。因此，寻求“靶向递送”⾮常重要。谈到“靶向”，多肽药物药物正发挥着重要作⽤。多肽，⼀种由氨基酸通过肽键连接形成的化合物。根据组成氨基酸种类和排序的不同，具有不同的⽣物学功能。多肽作为蛋⽩质的⽔解产物，具有和蛋⽩质类似的功能：与受体结合；可作为酶底物……多肽⽐蛋⽩质体积⼩很多，结构、功能关系相对简单，容易⼤量制备与纯化，容易化学修饰，容易储存不易变性，容易与其他技术相结合，具有⾼⽣物亲和性，容易⽣物降解等特点使其可在机体内应⽤。 纳⽶药物递送系统
纳⽶系统堪称递送业务的⾼⼿，因其⼤⼩、形状、表⾯特性等特征，可在循环系统中长时间停留，为肿瘤的诊断和提供了极⼤的帮助。讲到这⾥，我们是否对上⾯问题有了答案？没错！当多肽和“纳⽶”相遇，可以⽤来诊断和肿瘤。多肽为纳⽶系统提供了“慧眼”，纳⽶系统为多肽提供了庇护。多肽在纳⽶系统协助下，多肽将从如下⼏⽅⾯发挥作⽤。。。且听详解。（⼀个例⼦⼀个故事，如果⼩览们嫌⽂章长，少读⼏个例⼦就是，但是每个例⼦都会让你学到很多。）
肿瘤靶向性机理汇总
▉靶向肿瘤细胞受体
多肽修饰
实例1：RGD VS 整合素之C3N4-PpIX-PEG-RGD疗法（PCCN颗粒疗法）
PCCN颗粒疗法
⾃然界中，叶绿体可利⽤光将 H 2 O 转化为 O 2 ，受到光合作⽤启发，⼈们开发出多种利⽤太阳光裂解⽔的材料，但尚未应⽤于⽣物医学中。 C3N4经碳点修饰，可吸收630nm红光，通过裂解⽔产⽣ O 2 。将其应⽤于PDT，可提⾼疗效。武汉⼤学张先正教授团队⾸先⽤碳点修饰C3N4（⽤于制造 O 2 ），再将PpIX-PEG-RGD吸附在C3N4上，其中PpIX为光敏剂，将 O 2 转化为ROS，RGD靶向肿瘤，
PEG起到PpIX和RGD连接作⽤。该颗粒被命名为PCCN（ P代表PpIX，C代表碳点，CN代表C3N4）。该⽅法通过提⾼肿瘤组织中 O 2 含量来提⾼PDT疗效，同时可降低肿瘤扩散风险。
实例2：B5 VS LRP-1之Cy7-B5-HSA-5FU诊疗法
Cy7-B5-HSA-5FU诊疗法
低密度脂蛋⽩受体相关蛋⽩1 (LRP-1)是⼀种跨膜内吞受体蛋⽩，⼴泛存在于细胞表⾯（在肿瘤组织⾼表达），参与细胞基质中多种配体（包括蛋⽩酶）的代谢。LRP-1能够诱导基质⾦属蛋⽩酶2/9（MMP2/9）表达，MMP2/9属于明胶酶，参与基质降解和重塑，是直接导致肿瘤转移和新⾎管⽣成的两种重要酶，MMP2/9增强肿瘤细胞侵袭能⼒。研究发
酶，参与基质降解和重塑，是直接导致肿瘤转移和新⾎管⽣成的两种重要酶，MMP2/9增强肿瘤细胞侵袭能⼒。研究发现，LRP-1是放射抗性结直肠癌（CRC）肿瘤组织的放射抗性标志蛋⽩。因此，LRP-1被作为多肽筛选靶点，经多肽⽂库筛选技术发现多肽B5（序列TPSFSKIGCGK）可在体内靶向LRP-1。以⼈⾎清⽩蛋⽩纳⽶颗粒（HSA NPs）包裹5-FU（化疗药物），同时以B5（靶向作⽤）和Cy7（荧光）修饰的多肽纳⽶颗粒⽤于放射抗性CRC病⼈来源异种移植（PDX）⼩⿏模型实验。发现B5 HSA NPs可很好靶向LRP-1，为 CRC成像（Cy7）和提供了⼀种新的⼯具。
▉靶向肿瘤亚细胞结构
芦苇 钢筋实例1：电荷改变（pH变化）⾃整合多肽靶向肿瘤细胞膜，实现PDT疗法
C16-PRP-DMA疗法
细胞膜能维持细胞完整性，确保正常⽣理功能和信息交换。破坏细胞膜会引起细胞⾃噬、凋亡和坏死，甚⾄引发免疫反应。因此，细胞膜成为抗肿瘤潜在靶点。Liu等设计了C16-K(PpIX)RRK(DMA)K(DMA)-PEG-COOH，命名为C16-PRP-DMA。其中C16为疏⽔部分，其亲脂性成分实现膜插⼊。其余部分为亲⽔部分，其中PEG作为亲⽔壳层增强⽣物亲和性，延长C16-PRP-DMA在⾎液中半衰期。⽤DMA修饰RRKK，RRKK携带正电荷，可提⾼膜亲和性（细胞膜⼀般带负点）。DMA携带负电荷，对RRKK正电荷起到掩蔽作⽤，防⽌C16-PRP-DMA在体内⾮特异吸附。DMA基团具有酸敏感性，在肿瘤组织酸性环境下可从多肽中解离，余下C16和RRKK成分辅助PpIX在细胞膜长时间停留，实现PDT作⽤。
实例2：(KLAKLAK)2靶向线粒体膜，介导PDT作⽤
PpIX-PEG-(KLAKLAK)2疗法
线粒体是⼤多数真核细胞的重要细胞器，具有独⽴的遗传物质和蛋⽩质合成系统。线粒体在细胞⽣存和⽣长过程中扮演重要⾓⾊，为哺乳动物细胞供能，并参与诸多⽣理过程，包括电转化，凋亡调节和
钙稳态调节。因此，靶向消灭线粒体可有效提⾼效果，具有很⾼的应⽤前景。线粒体膜电位150-180mV，外正内负，胞内正电荷复合物可以受势能驱动聚集在线粒体。因此，阳离⼦能够特定靶向线粒体。(KLAKLAK)2是带正电荷靶向线粒体的两亲性多肽，能优先破坏线粒体膜，促进细胞凋亡。Han等研制了PPK，即PpIX-PEG-(KLAKLAK)2，⽤于靶向线粒体的PDT肿瘤疗法。
实例3：NLS介导CRISPR-Cas9质粒靶向细胞核
NLS-CRISPR-Cas9疗法
细胞核是细胞的中⼼，是储存、复制和转录遗传物质的场所，在细胞代谢，⽣长，分化过程中扮演重要⾓⾊，也是各种药物的作⽤位点。传统药物递送机制是药物通过载体在胞质释放，⽽后通过⾃由扩散进⼊细胞核。由于核孔复合体（NPCs）的存在，进⼊核内的⼤分⼦和纳⽶颗粒是有限的，⼀些⽅法⽆法达到理想效果。核内富含核蛋⽩，其C 端信号序列引导蛋⽩质进⼊胞核，称为核定位信号（NLS）。⾸个确定的NLS是病毒SV40 T抗原，序列为PKKKRKV，其在胞浆合成，快速聚集于胞核。He等通过NLS将CRISPR-Cas9基因组编辑质粒特异递送⾄肿瘤细胞核，有效敲除β-catenin蛋⽩，消除PD-L1介导的肿瘤免疫逃逸和免疫抑制。
▉靶向肿瘤相关组织和细胞
实例1：GPA VS FAP-α（CAFs）之肿瘤成像技术
FAP-α介导β⽚层成像技术
肿瘤细胞和正常细胞代谢的不同导致其⽣存环境差异很⼤，尤其是缺氧、低pH，和⾼压⽅⾯。肿瘤微环境（TME）中有很多⽣长因⼦、细胞化学因⼦和各种蛋⽩酶，其可产⽣免疫炎症反应，有助于肿瘤扩增、侵袭、粘附、⾎管再⽣和使肿瘤抵抗放疗和化疗，从⽽促进恶性肿瘤的⽣成。过去的⼏⼗年⾥，TME在疾病进程中的⾓⾊越来越多的被了解。如，肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）是肿瘤基质中最重要的组分，可形成间质屏障。成纤维细胞活化蛋⽩（FAP-α）是区分成纤维细胞正常与否的诊断标志，在诊断和⽅⾯具有前景。Zhao等设计了⼀款多肽-Cy探针(GTDTKTGPAKLVFFC (Cy) TDTG)。动态⽣物学成像技术表明，该探针可靶向FAP-α，组装成靠近CAFs的纳⽶纤
(GTDTKTGPAKLVFFC (Cy) TDTG)。动态⽣物学成像技术表明，该探针可靶向FAP-α，组装成靠近CAFs的纳⽶纤维。其中FAP-α的靶向序列是GPA，肽序列KLVFF提供了较强的疏⽔性和氢键相互作⽤，使裁剪后的残基有效地组装得到β⽚纳⽶纤维，然后在纳⽶纤维表⾯连续收集裁剪后的残基，显著增加了探针在肿瘤部位的保留，从⽽能够区分肿瘤与正常组织，提⾼了成像的信噪⽐、灵敏度和选择性。
实例2：M2NP靶向SR-B1和M2介导siCD115阻断TAM CSF-1/CSF-1R（CD115）途径
M2NP介导siCD115逆转免疫抑制
肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是恶性肿瘤组织中的炎症细胞，在肿瘤⽣长、增殖和转移过程中扮演重要⾓⾊。在TME 中，TAM呈现免疫抑制、肿瘤促进M2表型。对M2样TAM进⾏能够逆转TME的免疫抑制状态。利⽤M2表型区别特征和⾼表达清除受体B1(SR-B1)特点，Qiao等构建了多肽脂纳⽶颗粒M2NP，其具有同时靶向SR-B1和M2样TAMs的能⼒。序列为FAEKFKEAVKDYFAKFWD的多肽靶向SR-B1，序列为YEQDPWGVKWWY 的多肽靶向M2pep，这两个多肽通过GSG连接。M2NP作为⼀个载体，携带siCD115，可以阻断M2样TAM的CSF-1/CSF-1R（CD115）途径，从⽽活化抗肿瘤反应。M2NP基础siRNA递送可以⼤幅降低M2样TAMs数量（52%），降低肿瘤⼤⼩（87%），与对照组相⽐，实验组⽣存时间更长。
番外解读CSF-1/CSF-1R途径：
CSF1R（集落刺激因⼦1受体）是巨噬细胞和其他髓系细胞表达的细胞表⾯受体，CSF1是CSF1R的配体，CSF1和CSF1R信号转导可调节巨噬细胞分化和功能。CSF1R在健康组织中协助巨噬细胞抑制受损组织处的免疫应答，同时通过促进⾎管再⽣来加速愈合。⽽在癌症中该功能被⽤于促进肿瘤⽣长。临床前数据显⽰，CSF1和CSF1R信号转导可能刺激TAM的发⽣和存活。肿瘤浸润区巨噬细胞，可通过⾼表达CSF1R，由抗肿瘤巨噬细胞演变为促肿瘤TAM，并进⼀步限制T细胞功能，形成免疫抑制。Pexidartinib（培西达替尼），⼀种⼩分⼦⼝服药物，是CSF1R抑制剂，已被美国FDA批准上市，⽤于功能受限且不适合⼿术改善的症状性腱鞘巨细胞瘤（TGCT）成⼈患者，是⽬前该类疾病的⾸款获批
药物。
电容器组▉依据肿瘤微环境的多肽设计
实例1：pH作⽤篇
pHMAPS⼯作原理
肿瘤细胞主要通过糖酵解反应获能，该过程产⽣⼤量乳酸，致使TME微酸性（pH6.5-6.8，⽽正常组织为pH7.2-7.4）。基于该特点，Luo等设计了pHMAPS(PpIX-AEQNPIYWARYADWLFTTPLLLLDLALLVDADEGT)。pHMAPS在pH 7.4时维持⾃由线圈状，⽽在酸性条件下pH 6.5或5.5时转化为α螺旋结构，可将光敏剂PpIX插⼊细胞膜脂双层，最⼤化实现肿瘤细胞膜PDT原位效果。与⾮膜锚定光敏剂相⽐，pHMAPS在4T1荷瘤⼩⿏模型中，对肿瘤⽣长有明显抑制效果。
实例2：GSH作⽤篇
MMP-9介导癌症尿液诊断法
基质⾦属蛋⽩酶（MMPs）是⼀个⼤家族，因其需要Ca2+和Zn2+等⾦属离⼦作为辅助因⼦⽽得名，在
肿瘤侵蚀和转移⽅⾯具有重要作⽤。MMP-2，MMP-9过表达和肿瘤进程相关，因此常作为肿瘤诊疗靶点。肿瘤细胞氧还系统动态平衡发⽣了巨⼤改变，致使肿瘤细胞内存在⾼浓度还原型⾕胱⽢肽（GSH），在GSH作⽤下，⼀些还原敏感型多肽会发⽣⼆硫键断裂。Loynachan等设计了⼀个巧妙的系统，在MMP-9介导下通过尿液检测即可早期诊断癌症。在载体⽀持下，应⽤多肽修饰⾦纳⽶团簇(AuNCS)靶向MMP-9，⽽后GSH特异裂解PLGVR序列（含有⼆硫键），纳⽶传感器因此解体，具有过氧化物酶活性的2nmAuNCS被肾脏代谢并从尿液排出。通过直观地观察尿液中纳⽶团簇对TMB等过氧化物酶显⾊底物催化所引起的颜⾊变化，即可了解疾病的存在和状况。
实例3：PFT酶作⽤篇
PFT酶介导胞质靶向PDT疗法
除了TME中的酶，肿瘤细胞也过度表达⼀些酶，以促进⾃⾝的增殖、分化、代谢和相关的信号传递，如蛋⽩磷酸酶（PP）、乳酸脱氢酶（LDH）和蛋⽩法尼基转移酶（ PFT酶）。针对这些⾼表达的酶，酶反应肽可以进⼀步提⾼肿瘤的准确性。RAS是⼀种⼩的鸟嘌呤结合蛋⽩，在信号转导、细胞增殖和恶性转化时起作⽤。当RAS转导信号时，它有⼀定的位置要求，必须停靠在细胞膜的内侧，以便与其他⽣长的细胞交换信息。该过程中，PFTase起着重要的作⽤。Zhang等报道了⼀个质膜（PM）靶向嵌合肽PpIX-C6-PEG8-KKKKKKSKTKC-OMe (PCPK)，其被PFT酶驱动，⽤于质膜靶向光敏剂疗
法(PM-PDT)，通过诱导PM破坏和损伤肿瘤相关分⼦模式（DAMP）增强免疫。PCPK靶向PM 的能⼒来源于细胞内的K-Ras（KKKKKKSKTKC）信号转导，它可以通过PFT酶驱动相应的蛋⽩质靶向PM。结合PpIX，在极低浓度的光照下，PCPK可产⽣ROS使膜表⾯相关蛋⽩失活，从⽽导致脂质过氧化并破坏PM。另外，对于PCPK的⿊暗处理，其细胞毒性可以忽略不计。特异性PM损伤进⼀步诱导DAMPs在细胞中的快速释放，从⽽产⽣更强的抗肿瘤免疫反应。这种免疫激活PM-PDT策略与PD-1（程序性细胞死亡1）阻断相结合，表现出对转移性肿瘤的强烈抑制作⽤。
▉多肽本⾝的作⽤
多肽作⽤机理汇总444gggg
实例1：⾃⾝带毒篇
pHA-Mel-pEGCG系统作⽤原理
实例2：结构转化篇
⾃组装多肽疗法
除了直接利⽤肽的毒性外，⼀些肽还会在肿瘤或TME中发⽣结构变化，⽤于设计抗肿瘤诊疗系统。Zh
an等⼈设计了⼀个能与细胞外碱性磷酸酶(ALP)和细胞内GSH相互作⽤的肽序列。前体肽由细胞外ALP催化，形成NPs，促进肿瘤细胞内吞。进⼊细胞后，NPs被细胞内GSH还原，组装成纳⽶纤维。这种特定的串联⾃组装现象有利于肝癌细胞将其摄取，纳⽶纤维的形成会导致细胞凋亡。
HER2介导⾃组装肽疗法
临床⽤药以成分简单，剂量明确为佳。⾃组装多肽可以实现⽆其他成分的肿瘤靶向并可在体内长期存留，具有天然优势。Zhang等报道了⼀种⼈表⽪⽣长因⼦受体-2(HER-2)介导的、⽆毒，可⾃组装肽纳⽶颗粒。其作为单⼀疗法，在HER2乳腺癌异种移植⼩⿏模型中收效良好。该颗粒结构为BP-FFVLK-YCDGFYACYMDV，BP为AIE染
料，FFVLK为β⽚层单位，YCDGFYACYMDV为HER2配体。⽔相条件下，肽单体形成球形纳⽶颗粒。在肿瘤细胞表⾯，通过与HER2受体相互作⽤，纳⽶颗粒将原位转化为纤维⽚层，抑制HER2受体蛋⽩在细胞表⾯⼆聚，阻⽌下游细胞增殖和存活信号的基因表达。⾃组装肽为单组分抗肿瘤纳⽶系统的发展开辟了新的⽅向。
实例3：激发免疫篇
棕榈酰化抑制剂清除肿瘤细胞PD-L1逃逸机制原理
(PD-1（programmed death 1，程序化死亡分⼦ CD279）是⼀种免疫检查点受体，在活化的T细胞表⾯表达，在肿瘤浸润T细胞上过表达。PD-1可与肿瘤细胞表⾯表达的PD-L1蛋⽩结合，形成免疫抑制，使肿瘤细胞逃逸。Yao等发现PD-L1 棕榈酰化修饰在PD-L1表达和发挥免疫抑制功能中具有重要作⽤。通过对棕榈酰化修饰序列进⾏修饰，获得竞争性抑制肽CPP-S1 ( YGRKKRRQRR-MMDVKCGIQDTNS)，可降低PD-L1在肿瘤细胞中的表达（⽆棕榈酰化修饰，不可以和PD-1结合，反⽽被泛素化，进⼊内体，进⼊多囊⼩泡，最终被溶酶体降解），从⽽提⾼抗肿瘤免疫。在此基础上，还可以对CPP-S1进⾏衍⽣和修饰，进⼀步提⾼其活性和稳定性，增强疗效。
▉多肽本⾝的辅助功能
实例1：增强药物递送速率篇镜片镀膜机
临床上，许多抗癌药物在体内溶解性差，停留时间短。两亲性肽可以在溶液中⾃组装形成NPs疏⽔核和亲⽔壳，通过调节两亲肽在结构上的亲⽔/疏⽔平衡，可以构建不同尺⼨和形状的肽基NPs。NPs的⼤⼩和形状会影响其⽣物学⾏为，如在循环系统中的停留时间，免疫清除时间。⽤两亲性肽构建纳⽶载体，可以对疏⽔抗肿瘤药物有较强的增溶作⽤，可以增加药物的保留时间。此外，纳⽶载体可以与反应肽相关联，以实现程序物释放，防⽌药物在到达细胞⽬标之前从纳⽶载体泄漏。如NPs与pH敏感肽结合，促进了在低pH下癌细胞溶酶体内药物货物的释放。
GRGDS-R8-C12-DOX药物递送系统
实例2：增强细胞渗透速率篇
⾎脑屏障(BBB)可以阻⽌某些物质（⼤多是有害的）从⾎液进⼊脑组织，也可以阻⽌药物进⼊⼤脑的肿瘤组织。据报道，近100%的⼤分⼦药物和>98%的⼩分⼦药物不能跨越BBB。⾎脑屏障被认为是阻碍化疗成功脑转移和脑肿瘤的重要原因。因此，穿透⾎脑屏障是脑肿瘤化疗的先决条件。正常情况下，纳⽶载体也很难穿透BBB。⾃然界中有⼀些天然蛋⽩质可以穿透⾎脑屏障，但这些蛋⽩质不易获得，难以修饰纳⽶载体。许多功能肽来源于功能相同的蛋⽩质，如细胞穿透肽(CPPs) TAT来源于HIV TAT蛋⽩，如狂⽝病病毒糖蛋⽩衍⽣的RVG29，具有穿透BBB的能⼒。
Angiopep-2介导siRNA穿过BBB
Zou 等开发了⼀种Angiopep-2(Ang)功能化胞内环境响应siRNA纳⽶胶囊。Ang-NCss(siRNA)作为⼀种安全有效的RNAi 剂，⽤于促进基于siRNA的胶质母细胞瘤(GBM)的。Angiopep-2是⼀种通过序列匹配技术筛选出的脑靶向肽。氨基酸残基序列为TFFYGGSRGKRNNFKTEEY。可通过低密度脂蛋⽩受体相关蛋⽩(LRP)途径进⼊⼤脑。 Ang-
NCss(siRNA)⾎液循环时间长，可有效穿透BBB，可在GBM积累和保留，siRNA靶向释放，从⽽显著抑制了U87MG异种移植物肿瘤的⽣长。
碳浆▉总结
近年来，随着新型纳⽶材料的深⼊研究和纳⽶粒⼦在肿瘤诊断和中的不断应⽤，纳⽶医学经历了前所未有的发展。由于颗粒的⼤⼩，形状和表⾯性质可以按需设计，因此纳⽶颗粒具有优越的稳定性和“量⾝定制”的给药能⼒，因此可适应多种给药途径，可应⽤于肿瘤诊断和的各个⽅⾯。然⽽，传统NPs在智能反应、肿瘤靶向和药物负载能⼒⽅⾯存在相当⼤的不⾜，需要进⼀步发展。利⽤多肽结合纳⽶材料进⾏抗肿瘤诊断和，不仅避免了多肽在体内的快速代谢，⽽且提⾼了纳⽶系统的整体智能化和功能化。然⽽，⽬前肽复合抗肿瘤纳⽶系统从实验室到临床的研究还存在⼀些问题。原因如下： 1、肽类复合纳⽶材料的组成复杂，在不同批次材料的合成过程中很难控制各种成分的相对⽐例，这对处理过程中剂量的确定产⽣了不利的影响。 2、物质在体内的代谢和作⽤机制还没有得到充分的研究。由于体内环境的特殊性，肽类复合纳⽶材料的循环代谢存在各种⼲扰因素。 3、⽬前对抗肿瘤纳⽶系统的预后和肿瘤复发的考虑较少。相关标准的建⽴将有利于相关制度从实验室到临床的发展。总之，肽的多功能性赋予了抗肿瘤纳⽶系统更强的针对性，提⾼了针对不同肿瘤的特异性诊疗能⼒。相信随着进⼀步研究，将设计出有更巧妙的肽NPs并将其应⽤于临床。
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