納米中心王磊/北科大曹暉/上海交大胡穎Biomaterials：類抗體的多肽網絡結構抑制新生血管生成

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2021年6月9日 10:51

多肽材料用于生物相容性，安全性高受到了人們的廣泛關注，并被應用于各種疾病的診療。近日，國家納米科學中心的王磊研究員，北京科技大學的曹暉教授，上海交通大學附屬第六醫院的胡穎副主任醫師合作設計了一種類抗體的多肽網絡結構，并將其用于抑制新生血管生成。

脈絡膜新生血管是一種在老年人群中多發的疾病，其主要特征為新生血管內皮細胞的異常增殖和遷移。這種疾病會導致視力減退，失明等多種癥狀。針對這種新生血管的治療，通常使用的是針對血管內皮生長因子VEGF的單克l抗體，如貝伐單抗等。然而這些單抗類藥物的作用靶點單一，同時對部分患者無效。因此迫切需要新機制，新靶點以實現對新生血管的有效治療。

國家納米科學中心團隊設計了以神經菌毛素為靶點，纖維化結合受體為機制的類抗體的多肽網絡結構，使其有效的抑制新生血管生成。這種多肽網絡結構可以通過其在納米顆粒狀態下與神經菌毛素結合誘導下獲得。溶液層面的實驗結果表明，多肽網絡可以在加入神經菌毛素5天內形成，形成的多肽網絡具有β-折疊結構。在細胞層面，多肽網絡結構可以在與神經菌毛素過表達的血管內皮細胞共孵育4小時內形成，形成的纖維結構可以有效的覆蓋在細胞表面，并在不影響細胞存活率的情況下抑制細胞遷移。

納米中心王磊/北科大曹暉/上海交大胡穎Biomaterials：類抗體的多肽網絡結構抑制新生血管生成的圖1

圖1. 類抗體的多肽網絡材料的結構及其抗新生血管的機制。圖片來源：Biomaterials

在活體層面，這種多肽網絡結構可以在病灶部位滯留長達4天。同時，由于多肽網絡的覆蓋，導致神經菌毛素無法被其特異性抗體結合，即多肽材料結合神經菌毛素后可以抑制其他配體與其的結合。通過對比發現，這種多肽材料可以在更低的劑量下實現與商品化藥物貝伐單抗相當的抗新生血管治療效果（多肽材料0.26 μg/Kg VS 貝伐單抗23.5 μg/Kg）。這一結果表明，這種多肽網絡結構可以用于脈絡膜新生血管的治療。相比于傳統的單抗類藥物，這種多肽網絡結構可以靶向到細胞膜表面，抑制VEGF等配體與受體的結合。這一機制可以有效避免單抗類藥物靶點單一的缺陷。另外，這一策略也具有應用于其他新生血管相關疾病治療的潛力。

納米中心王磊/北科大曹暉/上海交大胡穎Biomaterials：類抗體的多肽網絡結構抑制新生血管生成的圖2

圖2. 類抗體的多肽網絡材料抑制脈絡膜新生血管生成的免疫組化、免疫熒光效果圖及對應量化數據。圖片來源：Biomaterials

這一成果近期發表在Biomaterials上，文章的共同第一作者是國家納米科學中心和北京科技大學聯合培養博士研究生張擴，上海交通大學醫學院博士張輝，北京科技大學碩士研究生鄒嘯然。

論文信息：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961221002568

An antibody-like peptidic network for anti-angiogenesis

Kuo Zhang#, Hui Zhang#, Xiao-Ran Zou#, Ying Hu*, Da-Yong Hou, Jia-Qi Fan, Chao Yang, Zi-Ming Chen, Shi-Fang Wen, Hui Cao*, Pei-Pei Yang and Lei Wang*.

Biomaterials 2018, 275, 120900, DOI: 10.1016/j.biomaterials.2021.120900

第一作者簡介

張擴，國家納米科學中心和北京科技大學聯合培養博士研究生。研究方向為多肽材料在刺激響應下的形變機制及其在體內仿生的應用研究。以第一作者（含共同第一作者）身份在SCI刊物Sci. Adv., ACS Nano, Adv. Healthcare Mater., Chin. Chem. Lett.等雜志上發表論文5篇。作為主要參與人參與了國家自然科學基金青年基金，面上項目等。

張輝，上海交通大學眼科博士。研究方向為糖尿病性視網膜病變中外屏障功能損傷的機制研究及仿生納米多肽生物材料在眼科疾病中的應用研究。以主要作者在SCI刊物如J Diabetes Complicat., J Diabetes Res.等雜志發表論文3篇，作為主要參與人參與了國家自然科學基金青年基金，面上項目等。

鄒嘯然，北京科技大學碩士研究生。研究方向為仿生生物駐極體的構建。作為主要參與人參與了國家自然科學基金面上項目。

通訊作者簡介

王磊博士簡介

王磊，國家納米科學中心研究員。近年來主要集中在納米多肽過程仿生生物醫用材料的制備及其在重大疾病的診療中的應用研究。以主要作者先后在國際著名學術刊物如Nature Nanotech., Sci. Adv., Nat. Commun., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., 等雜志上發表論文80余篇，參編專著2部。作為項目負責人承擔了國家自然科學基金青年基金、面上項目；作為承擔單位負責人和研究骨干等承擔參與國家自然科學基金委重大項目、北京市生命科學領域前沿技術培育專項等科研項目。

曹暉博士簡介

曹暉，北京科技大學教授，博士生導師。近年來主要從事寬波段光屏蔽薄膜材料、液晶光取向材料、聚合物分散液晶材料、納米/液晶復合材料、鋰離子動力電池用高安全性隔膜材料等的研究。近5年以主要作者身份在國際著名學術刊物如ACS Nano, J. Mater. Chem. C, Dyes Pigm., Liq. Cryst., 等雜志上發表論文60余篇。作為項目負責人承擔了國家自然科學基金青年基金、面上項目等。

胡穎博士簡介

胡穎，上海交通大學附屬第六人民醫院副主任醫師，眼科屈光及視光部負責人。現任中華醫學會上海分會眼科學會委員、上海激光醫學分會眼科學組委員、上海中西醫結合學會眼科分會委員、國際隱形眼鏡協會會員、上海市浦東新區醫學會眼科專委會副主任。擅長成人屈光不正的診治，各種復雜斜視和復視的治療，兒童弱視的綜合治療，低視力的康復治療，青少年近視的控制，醫學驗光和雙眼視覺檢查，圓錐角膜等特殊隱形眼鏡的驗配。

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