Advanced Science:利用基于串联质谱标签的蛋白组学分析多孔硅纳米粒在疾病条件下生物学反应的决定要素

新型小分子药物的相关剂型设计能够有效提高药物的治疗效果,提高临床转化可能。而基于纳米技术的药物剂型研发近年来得到了广泛关注。在纳米递药系统的临床转化过程中,前期体内实验数据往往与临床应用表现存在差异。近年来不断进步的研究手段揭示当纳米药物剂型注射至体内后,纳米粒表面的蛋白冠效应是造成这一差异的关键性因素之一,而健康情况与特定疾病情况下的血清蛋白组学差异往往使得纳米粒表面的蛋白冠组成发生明显改变,从而影响其生物安全性甚至影响疾病愈后。因此,对于病理条件下纳米药物剂型蛋白冠的研究有重要的科学意义和临床价值。

针对这一情况,邓贤明教授课题组与芬兰赫尔辛基大学药学院Hélder Santos教授、及芬兰埃博学术大学/上海瑞金医院张宏博教授组成联合研究团队对急性肝脏炎症/急性肝损伤情况下对于纳米粒生物安全性进行了评价,并深入分析蛋白冠指纹图谱。在这项研究中,他们发现具有特定表面性质的纳米粒能够在一定程度上改善急性肝脏炎症/肝损伤小鼠的愈后。通过基于串联质谱标签的蛋白组学(Tandem-Mass-Tag based Proteomic Analysis)对不同表面性质纳米粒的蛋白冠指纹图谱进行鉴定,发现不同表面特性的纳米粒对于急性肝脏炎症/急性肝损伤血清中外泌型促炎蛋白以及线粒体蛋白具有不同的富集倾向,进而在炎症调节以及改善疾病愈后中发挥作用。进一步研究发现,纳米粒表面化学决定了蛋白冠的化学组成,而纳米粒的表面孔隙率则决定了对于蛋白的吸附能力。这一工作首次鉴定了纳米粒在肝脏炎症情况下的蛋白指纹图谱,为相关药物设计及剂型研发提供了新的设计思路。相关结果发表在Advanced Science(DOI: 10.1002/advs.202001129)上。文章的第一作者为厦门大学李云展,共同第一为赫尔辛基大学刘泽华和厦门大学李莉。