【Biorbyt 產品】肽-peptide的“創(chuàng)新療法”前沿
【Biorbyt 產品】肽-peptide的“創(chuàng)新療法”前沿
近年來,“短肽”因其特殊特性而在生物學、化學和醫(yī)學領域引起了越來越多的關注。它們被認為是新型且更有效的“治療劑”,副作用更少。
通常,肽至少由兩個氨基酸組成。寡肽是氨基酸的短鏈(“少數”)。多肽是一長串氨基酸(“許多”)。蛋白質包含至少一條折疊成正確形狀的多肽鏈。除了“大小”之外,肽和蛋白質之間,寡肽和多肽之間沒有嚴格的界限。
肽的應用:基于“肽”的創(chuàng)新療法
短肽表現出一系列顯著的生物學功能,幾乎可用于所有醫(yī)學分支的創(chuàng)新療法。特別是在生物醫(yī)學、診斷、制藥和藥妝領域的應用。
由于線性細胞穿透肽(CPP)相關的局限性,例如內體包埋、毒性、細胞特異性差 、穩(wěn)定性和降解性差以及細胞滲透性差,CPP 已成為治療劑細胞內遞送的主要焦點。幾種環(huán)狀 CPP 具有增強的“細胞穿透能力”,以及改進的理化性質,和蛋白水解穩(wěn)定性。一些環(huán)狀 CPP 表現出內體非依賴性攝取,和核靶向特性。很多研究數據揭示了單環(huán)、雙環(huán)和三環(huán) CPP 作為分子轉運蛋白的潛力,并為設計下一代肽作為藥物遞送工具提供了見解。
2. 基因遞送中的短肽
已經提出了多種“寡肽”來克服基因遞送中的細胞外和細胞內障礙。肽序列可以摻入復雜的基因遞送系統(tǒng)(GDS)中,也可以單獨用作單個載體。用于基因遞送的肽可分為 靶向肽,細胞穿透肽,內體破壞性肽,以及核定位肽。
3. 基于肽的疫苗
短肽在免疫系統(tǒng)中起著至關重要的作用,并負責大部分免疫信息的傳遞。免疫系統(tǒng)本身不識別抗原,而是識別 B 細胞、CD4+(輔助 T 淋巴細胞)和 CD8+(細胞毒性 T 淋巴細胞)表位。B 細胞表位作為抗體結合位點,它們在產生基于抗體的體液免疫反應中至關重要。CD8+ 表位可被 MHC-I 細胞受體識別。CD4+ 表位被MHC-II 受體識別;它們進一步激活體液和細胞免疫反應。
鑒于這種理解,最簡約的疫苗可以只攜帶這些表位,并且仍然可以誘導所需的免疫反應。這些疫苗被稱為“基于肽的疫苗”,與傳統(tǒng)疫苗(基于整個病原體或其大片段)相比具有幾個“優(yōu)勢”:
(a) 它們誘導精確設計的表位特異性免疫反應;
(b) 它們不會引起過敏、自身免疫或過度炎癥反應;
(c) 它們提供對抗原的非免疫顯性片段的直接免疫反應;
(d) 它們可以通過化學方法生產,具有高純度和重現性,并且可以像基于小分子的藥物一樣進行精確表征;
(e) 避免了化學合成造成的生物污染;
然而,單獨的肽是較差的免疫原,需要免疫刺激劑(佐劑)。已經研究了許多方法,以刺激和遞送基于肽的疫苗,而無需經典佐劑(如明礬)。
有趣的是,短肽也可以用作佐劑和遞送系統(tǒng)。
4. 短肽在神經退行性治療中的應用
短肽是神經退行性疾病(阿爾茨海默病、帕金森病和亨廷頓病、肌*縮側索硬化癥、朊病毒病)研究中重要且“有前途”的工具。它們可用于診斷或進一步治療。例如,在阿爾茨海默病中,基于短肽的“淀粉樣蛋白β聚集抑制劑”是很好的候選藥物。基于肽的治療藥物誘導神經元生長,調節(jié)神經發(fā)生 ,并最終改善空間記憶。它們的多樣性促使了個體化治療。
5.短肽在干細胞研究中的應用
干細胞療法是“再生醫(yī)學”的一部分,旨在通過與迄今為止無法*愈的疾病作斗爭來提高生活質量。短肽是干細胞培養(yǎng)材料開發(fā)的*美候選者。肽模擬蛋白質功能,與作為調節(jié)因子的 DNA 相互作用。寡肽模仿細胞外基質(干細胞生態(tài)位中最重要的部分),這會影響干細胞的命運。自組裝肽與干細胞相結合,能夠使受損組織再生。它們與神經退行性疾病、心力衰竭或關節(jié)炎的病理減弱有關。短肽參與干細胞增殖和分化為單個細胞類型的調節(jié)。與干細胞相關的肽在開發(fā)新療法、促進組織再生、進一步合理設計細胞外基質材料(作為干細胞培養(yǎng)基質)和器官工程應用方面顯示出巨大潛力。
6.基于短肽的抗病*藥物
CO VID- 19 是由 SARS-CoV-2 引起的持續(xù)的*球大流行病。以此為例,已經確定了大量對SARS-CoV-2具有“顯著抑制活性”的小分子,其中許多是“短肽和肽樣化合物”。通常,基于肽的 SARS-CoV-2 抑制劑靶向兩種蛋白質,即膜和刺突蛋白。前者通過介導病毒與宿主細胞受體 ACE2 的相互作用,在促進病毒進入方面起關鍵作用,后者主要負責病毒多蛋白的切割。由于不同CoV 刺突蛋白的序列高度相似,一些已知的基于肽的HIV蛋白酶抑制劑已在臨床試驗中用于治療CO VID-19,代表性例子包括“洛匹那韋”和“利托那韋”。
7.抗菌肽
抗菌肽(AMPs),是一種帶正電荷的短序列肽聚合物,兩親性,可能被認為是對抗“有害微生物”的“有前途”的解決方案。乳鐵蛋白(LF)作為 AMP 之一,是一種位于人體粘膜層的鐵結合糖蛋白。LF 被認為是抵御微生物感染的*一道防線,微生物感染有可能增強針對 CO VID-19 的先天免疫反應 。此外,LF 是一種天然、安全、有效的抗病*藥物,除了具有抗炎和抗腫瘤特性外,還天然存在于人乳和牛乳中。LF 通過阻斷宿主細胞受體或與病毒顆粒結合來預防病毒感染。此外,一些研究表明,使用 LF 作為疫苗的輔助劑可能會增強其抗病毒活性,此外還被認為是其他所用佐劑的安全替代品。
8.一些生物活性肽(食物蛋白肽和海洋肽)
食物蛋白是氨基酸的長鏈聚合物,被加密成具有潛在健康益處的肽,可用于治療和管理“慢性”和嚴重的“退行性疾病”,如高血壓、糖尿病、肥胖、癌癥和代謝紊亂。來自食物蛋白質的生物活性肽 (BAP) 具有氨基酸結構和序列,類似于在我們體內傳遞各種信號機制或激素的氨基酸結構和序列。它們是小分子量肽,通常在 5 kDa 左右。它們具有很高的組織親和力、特異性和效率,可與體內的受體、酶和其他生物分子相互作用,從而產生促進健康的效果。
從非食用性海洋生物和海鮮加工副產品中發(fā)現了具有多種生物活性的“海洋生物活性肽”,包括抗炎、抗癌和抗氧化活性。一個有趣的例子是抑氫素-SN1,這是一種從海蛇 Hydrophis cyanocinctus 的毒腺中鑒定出的抗炎肽。該肽的體內抗炎作用已在脂多糖誘導的急性肺損傷小鼠模型和硫酸葡聚糖鈉誘導的急性結腸炎中得到證實。
從魚、軟體動物和甲殼類動物加工的副產品中分離出“抗氧化肽”,例如魚鱗、魚皮、魷魚皮和鮑魚內臟。這種肽在加工和儲存過程中抑制脂質氧化并保持海鮮質量的能力表明它們可能用作“防腐劑”。這種肽也是開發(fā)針對“氧化應激”相關疾病或病癥的治療劑、輔助治療劑或營養(yǎng)保健品的有前途的候選者。總體而言,海洋肽,無論是來自非食用海洋生物還是海鮮加工副產品,都可能在基于肽的治療劑的發(fā)現和營養(yǎng)保健品的配方中具有潛在的應用。
9.基于肽的藥妝品
具有生物活性的短肽是重要的藥妝品,即連接化妝品和藥物的試劑。“藥妝”一詞是由 Albert Kligman 于 1984 年創(chuàng)造的。基于肽的藥妝品可對抗內在和外在衰老并改善皮膚的健康和外觀,正變得越來越受歡迎。生物活性肽具有藥物或化妝品價值,在老年美容學領域開辟了一條新途徑。它們用于刺激膠原蛋白、傷口愈合、“肉毒桿菌樣”撫平皺紋,以及抗氧化、抗菌和美白作用。
肽研究的相關產品
短肽作為蛋白質片段,已成為具有幾乎無限可能性的有趣試劑,正在等待在不久的將來進一步開發(fā)。
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參考文獻:
1.Apostolopoulos V, Bojarska J, Chai TT, Elnagdy S, Kaczmarek K, Matsoukas J, New R, Parang K, Lopez OP, Parhiz H, Perera CO, Pickholz M, Remko M, Saviano M, Skwarczynski M, Tang Y, Wolf WM, Yoshiya T, Zabrocki J, Zielenkiewicz P, AlKhazindar M, Barriga V, Kelaidonis K, Sarasia EM, Toth I. A Global Review on Short Peptides: Frontiers and Perspectives. Molecules. 2021 Jan 15;26(2):430. doi: 10.3390/molecules26020430. PMID: 33467522; PMCID: PMC7830668.
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