摘要：肽分子具有設(shè)計(jì)靈活性、自組裝能力、高生物相容性、良好的生物降解性和易于功能化等特點(diǎn)，使其作為多功能生物材料在組織工程和生物醫(yī)學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。此外，用其他添加劑組分對(duì)自組裝肽納米材料進(jìn)行功能化可增強(qiáng)其刺激響應(yīng)功能，促進(jìn)由內(nèi)部和外部刺激引起的功能特異性應(yīng)用。在本文中，我們展示了肽基納米材料在肽分子設(shè)計(jì)、自組裝、功能定制和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面的最新進(jìn)展。分析了設(shè)計(jì)和合成具有不同維度的單、雙和多刺激響應(yīng)肽基納米材料的策略，并討論了肽納米材料與金屬/金屬氧化物、DNA/RNA、多糖、光敏劑、二維材料等活性成分的功能調(diào)控。此外，還介紹和討論了具有溫度、pH、離子、光、酶和 ROS 響應(yīng)能力的基于肽的納米材料的設(shè)計(jì)，用于藥物輸送、生物成像、癌癥治療、基因治療、抗菌以及傷口愈合和敷料應(yīng)用。這篇全面的綜述從分子生物學(xué)、材料科學(xué)和納米技術(shù)的角度提供了關(guān)于肽納米材料合成的詳細(xì)方法和先進(jìn)技術(shù)，這將指導(dǎo)和啟發(fā)具有特定和多功能肽的分子水平設(shè)計(jì)，用于功能特異性應(yīng)用。
1 介紹
肽作為生命活動(dòng)的基本物質(zhì)之一，主要直接或間接地參與許多生理過(guò)程。肽由不同排列方式的氨基酸之間通過(guò)酰胺鍵連接，具有豐富的可設(shè)計(jì)性和多樣的結(jié)構(gòu)�；陔牡淖越M裝特性，可以設(shè)計(jì)和組裝不同形貌的肽納米材料，而氨基酸側(cè)鏈的可修飾性也為自組裝肽（SAP）納米材料提供了廣闊的應(yīng)用前景[1–3],通常情況下，肽的自組裝行為可以由內(nèi)部或外部環(huán)境刺激觸發(fā)，因此刺激響應(yīng)肽納米材料（SRPN）的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)是推進(jìn)肽納米材料在生物醫(yī)學(xué)和組織工程應(yīng)用的重要組成部分。[4，5]。
SRPNs的自組裝往往需要外界刺激肽鏈上的特定位點(diǎn)作為驅(qū)動(dòng)力，溫度、pH、金屬離子、溶液類(lèi)型等均可引發(fā)肽鏈的自組裝行為。此外，對(duì)肽鏈進(jìn)行修飾也可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定物質(zhì)的響應(yīng)[6–9],基于多肽的可設(shè)計(jì)性、可修飾性以及環(huán)境友好的合成方法，設(shè)計(jì)出可用于不同環(huán)境的SRPN為生物醫(yī)藥的發(fā)展提供了更多的選擇。然而多肽分子的固定性在一定程度上限制了其功能多樣性的發(fā)揮，因此充分利用氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)的豐富性和多肽的可修飾性對(duì)多肽進(jìn)行功能化尤為重要。[10–12]�？梢詫ふ液线m的材料進(jìn)行肽功能化，以合成SRPN，其可以在pH、溫度、酶、活性氧（ROS）和光等條件下發(fā)生行為變化[13–16].刺激響應(yīng)特性對(duì)于藥物輸送、腫瘤診斷、生物成像和生物傳感器等生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用非常重要。[17–19]。
根據(jù)不同的生物醫(yī)學(xué)需求設(shè)計(jì)不同的SRPN具有很強(qiáng)的針對(duì)性，能夠在刺激下快速精準(zhǔn)定位并產(chǎn)生特定的行為變化。例如，惡性腫瘤周?chē)奈h(huán)境往往呈酸性，特定蛋白質(zhì)、酶等物質(zhì)增多。首先，基于腫瘤微環(huán)境（TME）的這一特性，設(shè)計(jì)SRPN在TME的刺激下實(shí)現(xiàn)藥物釋放、光熱治療（PTT）或成像引導(dǎo)具有廣闊的應(yīng)用前景[13，20，21],其次，炎癥微環(huán)境中ROS的產(chǎn)生為以ROS為基礎(chǔ)的SRPNs提供了明確的靶點(diǎn)。此外，利用DNA或RNA對(duì)SRPNs進(jìn)行修飾，可以實(shí)現(xiàn)基因傳遞體內(nèi)并從內(nèi)部誘導(dǎo)病變細(xì)胞的程序性凋亡[22]。更重要的是，SRPN能夠在目標(biāo)刺激的影響下實(shí)現(xiàn)不同尺寸的肽納米材料。尺寸較大的SRPN往往具有更高的比表面積，并且更難進(jìn)入細(xì)胞或組織。先前的研究表明，溫度或pH刺激使肽納米纖維（PNF）和肽納米顆粒（PNP）之間的轉(zhuǎn)變更適應(yīng)生理環(huán)境[23肽納米材料在刺激下發(fā)生的形態(tài)變化有利于促進(jìn)SRPN進(jìn)入靶位并聚集，從而發(fā)揮更好的功能和治療效果。
2 刺激響應(yīng)肽（SRP）的設(shè)計(jì)
通過(guò)添加特定的功能化成分，可以很容易地對(duì)肽進(jìn)行化學(xué)修飾，形成對(duì)外部和內(nèi)部刺激有反應(yīng)的SRP。24SRP在受到單一或多重刺激時(shí)可以組裝成不同尺寸和形狀的納米結(jié)構(gòu)。當(dāng)受到單一或多重刺激時(shí)，SRP可以自組裝、拆卸或基于化學(xué)鍵合改變尺寸和形狀。從制備角度來(lái)看，SSRPN的特點(diǎn)是制備簡(jiǎn)單，納米材料可以很容易地設(shè)計(jì)為對(duì)單一環(huán)境作出反應(yīng)。但人體環(huán)境的復(fù)雜性通常需要SRPN對(duì)多種觸發(fā)因素作出反應(yīng)。雙重或多刺激反應(yīng)可以結(jié)合內(nèi)源性和外源性刺激，在靶向遞送方面表現(xiàn)出更高的精準(zhǔn)度和可控性。此外，雙重或多刺激反應(yīng)不僅對(duì)藥物針對(duì)的單一刺激作出反應(yīng)，當(dāng)多種刺激同時(shí)觸發(fā)時(shí)也會(huì)表現(xiàn)出增強(qiáng)的效果。因此，本節(jié)討論了單一刺激響應(yīng)以及雙重和多重刺激響應(yīng)對(duì)肽納米組分的影響。
SSRPN 可以通過(guò)將肽與功能性連接體交聯(lián)或通過(guò)簡(jiǎn)單的偶聯(lián)反應(yīng)或開(kāi)環(huán)聚合 (ROP) 反應(yīng)來(lái)制備。當(dāng)受到 pH、GSH 和 ROS 的影響時(shí)，設(shè)計(jì)的 SRPN 會(huì)隨之發(fā)生變化。在本節(jié)中，我們展示了不同類(lèi)型的 SSRPN 的分子設(shè)計(jì)和合成。
此外，L-Phe-L-Phe（FF）及其衍生物在不同條件下可以自組裝成不同的納米結(jié)構(gòu)[28].考慮到溶酶體的酸性環(huán)境，金等人選擇了具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）特性的雙環(huán)金屬銥（III）（Ir）作為核心，連接兩個(gè)羧基，形成Irc復(fù)合物[29],萘-苯丙氨酸-苯丙氨酸-賴氨酸（Nap-FFK）與核心Ir（Ⅲ）連接，實(shí)現(xiàn)π-π相互作用，促使PSA形成復(fù)合物Irpc，實(shí)現(xiàn)在溶酶體中的長(zhǎng)期熒光成像。圖 1b) Irpc在pH 7.0~8.0時(shí)以大分子納米顆粒形式分散，在pH 6.0時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿宇w粒，在溶酶體微環(huán)境（pH 4.0~5.0）中，小分子顆粒連接成納米顆粒網(wǎng)絡(luò)，利于溶酶體內(nèi)吞，因此，這種具有良好生物相容性的肽基納米探針可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期溶酶體成像。
pH 依賴性 PSA 的形成和解離表現(xiàn)出極好的可逆性，這為肽基水凝膠的體積收縮和膨脹提供了驅(qū)動(dòng)力。例如，Bao 等人報(bào)道了一種 pH 敏感肽 (MA-FIID) 的設(shè)計(jì)，它既有疏水端，又有 pH 敏感的天冬氨酸 [三十將MA-FIID肽負(fù)載到聚N異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）骨架上，利用不同條件下肽的解離和重新組裝，構(gòu)建雙層和非均質(zhì)水凝膠（圖 1c).MA-FIID肽在pH刺激下的自組裝和解組裝為這些含肽水凝膠的可逆彎曲和拉伸提供了動(dòng)力，為智能水凝膠材料的生產(chǎn)提供了一種新方法。
在另一個(gè)案例中，Pahovnik 等人開(kāi)發(fā)了一種可生物降解的 pH 響應(yīng)肽水凝膠[31].該水凝膠以I-谷氨酸(Glu)為主要成分，通過(guò)等摩爾比原理將Glu與I-胱氨酸交聯(lián)或與I-賴氨酸或I-苯丙氨酸共聚，形成3種類(lèi)型的SAP水凝膠(P(Glu)、P(Glu-co-Phe)、 P(Glu-co-Lys))。研究發(fā)現(xiàn)，pH值的變化影響水凝膠對(duì)緩沖液的吸收，與P(Glu-co-Lys)水凝膠在pH值小于4或大于9時(shí)表現(xiàn)出較高的緩沖液吸收率不同，含有P(Glu)和P(Glu-co-Phe)的水凝膠隨著pH值的升高吸收性更強(qiáng)。
酶是維持生物體正常生命活動(dòng)不可缺少的基本物質(zhì)，其催化反應(yīng)具有高效、溫和、特異、靈敏等特點(diǎn)。多種疾病的病理組織微環(huán)境中都存在酶的異常過(guò)表達(dá)，包括基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）、透明質(zhì)酸酶（HAase）等。酶響應(yīng)系統(tǒng)因反應(yīng)條件溫和、副作用小而受到越來(lái)越多的關(guān)注[32]，將其摻入聚合物、蛋白質(zhì)或藥物中，實(shí)現(xiàn)藥物靶向輸送、疾病診斷、控制釋放、增強(qiáng)細(xì)胞滲透等領(lǐng)域的應(yīng)用[33，34]。
在另一項(xiàng)研究中，F(xiàn)ores 等人展示了一種催化生長(zhǎng)的超分子水凝膠 (CASH) [36],設(shè)計(jì)了一種兩親性二酯基七肽HE2，兩個(gè)酯基水解后剩下一個(gè)七肽H（Fmoc-GFFYGHY），再利用磷酸基修飾七肽H的酪氨酸得到HP2 （ Fmoc-GFFpYGHpY），在堿性磷酸酶（AP）催化作用下釋放出七肽H，同時(shí)七肽H可以自組裝成納米纖維，隨著時(shí)間推移納米纖維不斷生長(zhǎng)并自組裝成水凝膠（圖 2b).通過(guò)酶的生物催化引發(fā)和定位來(lái)合成水凝膠是一種新技術(shù)，這是朝著模擬細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖行為的局部自組裝策略的發(fā)展邁出的重要一步。
將藥物與MMP反應(yīng)肽整合，實(shí)現(xiàn)酶反應(yīng)性藥物釋放，也是治療疾病的一種潛在方式。Li等人設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單靈活的策略來(lái)制備酶反應(yīng)載體（稱為WINNER），用于精確遞送細(xì)胞外功能性蛋白質(zhì)藥物（圖 2c)[37],WINNER的外殼由磷脂酰膽堿（PC）（填充比例50.5%~58.3%）和MMP-2酶反應(yīng)肽（VPLGVRTK）組成，起到保護(hù)內(nèi)部蛋白藥物的作用，WINNER的外殼可以保護(hù)其不被正常細(xì)胞攝取，當(dāng)其在腫瘤部位富集時(shí)，過(guò)表達(dá)的MMP-2被外殼酶位點(diǎn)特異性識(shí)別，幫助載體將內(nèi)部功能性蛋白藥物釋放到細(xì)胞外，與腫瘤細(xì)胞表面受體結(jié)合，達(dá)到有效抑制腫瘤生長(zhǎng)的目的。
此外，用薄而穩(wěn)定的膜或半透性水凝膠包裹細(xì)胞可以降低免疫力并增加細(xì)胞活性。與其他方法相比，納米殼封裝效率更高。例如，已經(jīng)合成了酶反應(yīng)肽納米殼來(lái)封裝 HeLa 細(xì)胞和人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 (hMSC)，從而提高了癌癥治療的效率 [38]。高度穩(wěn)定的酶響應(yīng)納米殼是由帶相反電荷的聚乙二醇（PEG）-明膠逐層（LBL）和半胱氨酸封端的肽接頭（序列CGGPLGLAGGC）自組裝而成的（圖 2d).當(dāng)酶反應(yīng)納米殼被運(yùn)送到腫瘤部位時(shí)，高濃度的MMP-7誘導(dǎo)酶反應(yīng)肽的裂解，隨后PEG-明膠殼解離，并促進(jìn)HeLa細(xì)胞和hMSC的釋放。
ROS是一類(lèi)由氧衍生的化學(xué)物質(zhì)（例如羥基自由基、過(guò)氧化氫、超氧化物、ETC�；钚匝酰≧OS）是體內(nèi)產(chǎn)生的一種重要物質(zhì)，在病理過(guò)程和生理代謝中起著不可替代的作用。當(dāng)細(xì)胞或組織中ROS過(guò)量產(chǎn)生時(shí)，通常會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激效應(yīng)，破壞細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，從而影響一系列病理狀況[39，40]。
相比之下，還原性分泌物（如 GSH）為檢測(cè)和殺死細(xì)菌提供了另一種可能的方法。在 TME 中，GSH 至少比健康組織中高十倍。值得注意的是，Yang 等人合成了一種能夠響應(yīng)還原性 GSH 的環(huán)肽前體，用于合成 ROS 響應(yīng)性超分子納米藥物 [43],環(huán)肽前體進(jìn)入癌細(xì)胞后，由于胞內(nèi)GSH濃度較高，導(dǎo)致PSA中二硫鍵減少，形成納米纖維（圖 3c).該生物活性納米纖維能特異性結(jié)合Polo樣激酶（PLK1和PLK4），導(dǎo)致人類(lèi)宮頸癌細(xì)胞凋亡，是一種有效的治療宮頸癌的抗癌納米藥物。
此外，Song 等人設(shè)計(jì)了一種基于 PEG-b-聚（I-酪氨酸）硫辛酸（PEG-b-PTyr-LA) 偶聯(lián)物，其表現(xiàn)出小尺寸和穩(wěn)健性，可負(fù)載阿霉素并具有高效的靶向遞送特性（圖 3d)[44],當(dāng)肽膠束到達(dá)腫瘤微環(huán)境后，cRGD可以選擇性地與整合素αvβ3和αvβ5特異性結(jié)合，實(shí)現(xiàn)靶向遞送，進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后，在高濃度GSH的作用下，納米膠束中二硫鍵還原，釋放藥物，對(duì)乳腺癌的治療效果更為顯著。
除了許多內(nèi)源性刺激外，外源性刺激也會(huì)對(duì) PSA 產(chǎn)生不同的影響。溫度作為影響肽發(fā)生結(jié)構(gòu)變化和自組裝的因素已被廣泛研究[45],例如，Barker 團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了兩種彈性蛋白樣肽（ELP）（序列（VPGXG）n，其中X是除脯氨酸以外的任何氨基酸）二嵌段（A80-I60，P40–I60）[46]。當(dāng)溫度依次升高至I60、A80和P40的轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，I60首先發(fā)生坍縮，形成膠束殼。然后A80肽從纖維蛋白原上脫離，最后P40收縮形成微尺度簇。該P(yáng)SA系統(tǒng)可以觸發(fā)原位響應(yīng)溫度刺激的釋放行為。
在另一個(gè)案例中，Basheer 等人設(shè)計(jì)了基于低臨界溫度（LCST）的彈性蛋白肽（EBP）和基于高臨界溫度（UCST）（LCST < UCST）的彈性蛋白肽（RBP）的二嵌段共聚物肽[四十八]。通過(guò)調(diào)節(jié)溫度研究了EBP-RBP二嵌段共聚物的PSA行為的變化，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度低于LCST和UCST時(shí)，EBP保持水合狀態(tài)，RBP發(fā)生聚集，導(dǎo)致二嵌段共聚物肽自組裝成膠束或囊泡。當(dāng)溫度高于LCST和UCST時(shí)，EBP和RBP表現(xiàn)出相反的行為，納米結(jié)構(gòu)發(fā)生逆轉(zhuǎn)。這種溫度響應(yīng)性共聚物肽在溫度的刺激下可以自組裝成不同的納米結(jié)構(gòu)。
在眾多外源刺激中，光刺激具有非侵入性、時(shí)空選擇性強(qiáng)等特點(diǎn)，成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)之一。49，50許多光響應(yīng)分子通過(guò)形成或斷裂鍵來(lái)對(duì)光做出反應(yīng)，從而引發(fā)幾何形狀的變化。51例如，Pal 等人利用紫外線照射實(shí)現(xiàn)了肽（NVFFAC）從一維納米纖維到二維納米片的自組裝[52]謝等人利用三叉神經(jīng)創(chuàng)建了一種抗菌系統(tǒng)β-環(huán)糊精（三β-CD) 和含有偶氮苯側(cè)鏈的帶正電肽。它們都經(jīng)歷了動(dòng)態(tài)自組裝，形成了具有高表面電位的微尺度層狀結(jié)構(gòu)[53在紫外光照射下，偶氮苯與三β-CD被弱化形成小而穩(wěn)定的納米球，該體系與可控光響應(yīng)PSA相結(jié)合，為抗菌材料的制備提供了新思路。
在 Wang 等人的工作中，雙偶氮苯丙氨酰丙氨酸 (FA) 實(shí)現(xiàn)了不規(guī)則納米網(wǎng)絡(luò)的自組裝[54]如圖所示圖 4b，紫外光照射使膠束形貌由網(wǎng)狀變?yōu)橐?guī)則的蠕蟲(chóng)狀膠束，可見(jiàn)光照射后形貌發(fā)生逆轉(zhuǎn)，在FA中加入二苯丙氨酸（FF）后，膠束形貌由不規(guī)則的網(wǎng)狀變?yōu)閷訝�，紫外光和可�?jiàn)光照射也實(shí)現(xiàn)了膠束形貌的可逆轉(zhuǎn)變。
Xiang 等人設(shè)計(jì)了一種具有高聚集傾向的光響應(yīng)肽 (DDFFFKK)[55]。二肽（KK）的存在導(dǎo)致PSA無(wú)法與水反應(yīng)，而光照可以去除KK，進(jìn)而引發(fā)PSA進(jìn)一步形成SAP水凝膠。同時(shí)，他們?cè)O(shè)計(jì)了光響應(yīng)肽Fmoc-KDFFFNBKK，實(shí)現(xiàn)了時(shí)空精準(zhǔn)可控的光響應(yīng)水凝膠。此外，控制光照時(shí)間可以調(diào)控形成的水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度，拓展其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
顯然，前面提到的pH、酶、ROX、溫度和光刺激都會(huì)對(duì)PSA產(chǎn)生影響。除了這些可以調(diào)節(jié)肽行為的因素外，還有其他因素可以引發(fā)PSA行為的變化，例如離子反應(yīng)、溶劑反應(yīng)等。
許多多肽可以通過(guò)配體結(jié)合作用與金屬離子自組裝成不同形貌的納米結(jié)構(gòu)，在多肽體系中引入金屬離子可以激發(fā)多肽構(gòu)象發(fā)生改變，從而導(dǎo)致多肽納米材料的性質(zhì)和性能發(fā)生顯著變化。56，57Ulijn課題組設(shè)計(jì)了三肽FFD和GHK的共組裝納米結(jié)構(gòu)，并證明了PSA行為可受到金屬離子的影響[58]。由于靜電相互作用，共組裝的FFD-GHK綴合物在水中形成納米帶結(jié)構(gòu)。加入Cu 2+后，刺激肽與Cu 2+絡(luò)合，SAP結(jié)構(gòu)從納米帶變?yōu)榧{米纖維，納米纖維纏繞形成水凝膠。此外，為了研究不同金屬離子對(duì)PSA的影響，Cienfuegos等人分別將Cs +和Ca 2+添加到Fmoc-FF肽溶液中[59]。在加入Cs +的溶液中，肽自組裝成尺寸均勻的納米棒，然后納米棒聚集成纖維。在這兩種情況下，最終都可以得到肽水凝膠。然而，加入Cs +形成的水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度比在Ca2+存在下形成的水凝膠要弱得多。這是因?yàn)镃s +傾向于穩(wěn)定水-溶液界面，從而減弱疏水相互作用并促進(jìn)亞穩(wěn)態(tài)中間體的形成。相反，Ca2 +破壞水溶液界面的穩(wěn)定性并增加疏水相互作用，導(dǎo)致 PSA 變成更大的纖維聚集體并形成具有更高機(jī)械強(qiáng)度的水凝膠。
二肽FF可以自組裝成納米管或納米纖維。Huang等探究了FF在不同溶劑中的自組裝行為[60他們發(fā)現(xiàn)PSA從微管到納米纖維的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變更有可能發(fā)生在以乙腈為共溶劑的水相中（圖 4c).當(dāng)增加乙腈比例，直至溶劑為純乙腈時(shí)，微管含量逐漸減少直至消失，得到尺寸均勻的納米纖維。
顯然，SSRPN 在受控和特定應(yīng)用方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。然而，由于目標(biāo)位點(diǎn)微環(huán)境的復(fù)雜性，單一的刺激-反應(yīng)可能無(wú)法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)預(yù)期結(jié)果。[61]因此，許多研究人員一直致力于開(kāi)發(fā)雙重或多重刺激響應(yīng)肽納米材料（DSRPN或MSRPN），以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的治療。
在所有的DSRPN和MSRPN中，pH/ROS響應(yīng)系統(tǒng)是研究者們熱衷的研究對(duì)象之一。例如，Yue等人設(shè)計(jì)了基于親水性PEG和含有硫醇側(cè)鏈的l-半胱氨酸肽共聚物（PEG-D-PC）的混合NPs[62]�；旌霞{米顆粒具有可脫落的PEG冠和動(dòng)態(tài)二硫鍵交聯(lián)核心。它可以裝載抗癌藥物喜樹(shù)堿（CPT）用于癌癥治療，如圖所示圖 5a. 在TME的影響下，形成的納米顆粒尺寸急劇減小，電位升高。高濃度的GSH破壞二硫鍵可以精準(zhǔn)有效地釋放和積累CPT，從而提高抗癌效率。在另一個(gè)案例中，趙等人設(shè)計(jì)了一種pH/ROS雙響應(yīng)的載DOX羧甲基殼聚糖納米凝膠（CMCSN），該凝膠被血管肽-2（ANG）修飾，用于靶向治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）（圖 5b)[63]。ANG 是一種雙功能肽，可特異性識(shí)別低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白 1 (LRP-1)，該蛋白在 BBB 和 GBM 上高度表達(dá)。DOX-ANG-CMCSN 被腫瘤細(xì)胞攝取后，納米凝膠被裂解，由于其對(duì) pH 和 GSH 的敏感反應(yīng)，DOX 被釋放用于抗癌治療。
除了基于 pH/ROS 的 DSRPN，基于 pH/酶的 DSRPN 在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面也發(fā)揮著重要作用。例如，Shuai 等人制備了一種雙響應(yīng)納米載體，其中負(fù)載有抗 PD-1 抗體 (aPD-1) 和化療藥物紫杉醇 (PTX)。64這種以疊氮化物-PEGPAsp為外殼的雙響應(yīng)納米載體將PTX包裹在膠束的中心。如圖所示圖 5c，腫瘤組織中過(guò)表達(dá)的MMP-2識(shí)別并裂解MMP-2敏感肽（Mal-GGPLGVRG-Pra-NH2），釋放aPD-1進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。此外，低pH刺激NPs釋放PTX。因此，基于pH/酶的DSRPN實(shí)現(xiàn)了兩種藥物的按需順序釋放，充分發(fā)揮兩種藥物的協(xié)同抗癌作用。
除了上述內(nèi)源刺激的組合外，內(nèi)外刺激的組合也得到了廣泛的研究，其中對(duì)pH/溫度雙刺激具有響應(yīng)性的多肽納米材料受到了更多的關(guān)注。Shi等以PEG和聚（l-谷氨酸）衍生物分別作為溫度和pH敏感級(jí)分，制備了一系列具有良好膠凝能力的含多肽兩親物（PPCAs）[65]結(jié)果表明，當(dāng)pH為單一變量時(shí)，PPCAs表現(xiàn)出可逆的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變溫度，當(dāng)pH為7.4時(shí)，水凝膠的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變溫度為10~70℃，當(dāng)pH為6.5~7.4時(shí)，對(duì)PPCAs的凝膠溫度有顯著影響，PPCAs在37℃下凝膠。本研究為實(shí)現(xiàn)生理相關(guān)的雙pH/溫度響應(yīng)肽水凝膠提供了有益的思路。
受雙重刺激-反應(yīng)優(yōu)勢(shì)的啟發(fā)，研究人員進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了MSRPN。目前，化學(xué)免疫治療只能用于一小部分患者。為了突破這一限制，周等人通過(guò)整合奧沙利鉑（OXA）和PEG修飾的光敏劑（PS）開(kāi)發(fā)了一種可在TME中刺激的前藥囊泡[66如圖所示圖 5d、前藥囊泡隨血液循環(huán)至腫瘤部位，MMP-2靶向識(shí)別肽，剝離前藥囊泡的PEG冠層，在腫瘤酸性微環(huán)境的影響下，其表面電荷由負(fù)電荷轉(zhuǎn)變?yōu)檎姾桑瑢?shí)現(xiàn)在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的聚集，在激光照射和大量GSH存在下，實(shí)現(xiàn)OXA的精準(zhǔn)釋放。這些結(jié)果表明MSRPNs是一類(lèi)更精準(zhǔn)、更有前景的材料。
以上各節(jié)介紹了各種肽的分子設(shè)計(jì)、自組裝、納米結(jié)構(gòu)和刺激響應(yīng)特性。為了更清楚起見(jiàn)，這里有一個(gè)表格（表 1) 來(lái)概括這些重要案例所揭示的關(guān)鍵信息。
多肽是由若干個(gè)氨基酸通過(guò)酰胺鍵連接而成的，通過(guò)氨基酸的排列組合，可以得到不同長(zhǎng)度和種類(lèi)的多肽。SAP結(jié)構(gòu)通常是通過(guò)非共價(jià)相互作用形成的，包括靜電作用、疏水作用、范德華力，以及芳香族氨基酸殘基所形成的氫鍵和π-π相互作用[67–69]。
肽具有多種序列和結(jié)構(gòu)，可通過(guò)調(diào)節(jié)分子間或分子內(nèi)相互作用自組裝成不同形態(tài)的納米結(jié)構(gòu)，如零維PNP、肽納米球和肽量子點(diǎn)（PQD），一維PNF、肽納米線（PNW）、肽納米管（PNT）和肽納米棒（PNR），二維肽納米片（PNS）和肽納米帶，以及三維水凝膠等結(jié)構(gòu)。不同形貌的肽納米結(jié)構(gòu)在肽基雜化納米材料中發(fā)揮著不同的作用，零維納米材料PNP、納米球和PQD尺寸小、比表面積小，更容易被細(xì)胞攝取，在信息傳遞和作為藥物載體進(jìn)入細(xì)胞和組織方面具有更大優(yōu)勢(shì)[70]。相比于0D納米材料，PNFs、PNWs、PNTs、PNRs等1D納米材料擁有更長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)，為其他材料的附著提供了豐富的活性位點(diǎn)。此外，1D納米材料可以將兩種原本沒(méi)有結(jié)合力的材料連接起來(lái)，制備出雜化納米材料。2D納米材料巨大的表面積為其他材料的附著提供了更豐富的活性位點(diǎn)，優(yōu)異的功能化能力使其在生物和材料科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，如生物傳感器、光熱診斷與治療、ETC。[71，72]3D水凝膠可以提供宏觀的視覺(jué)觀察。此外，豐富的孔隙結(jié)構(gòu)使其更容易裝載藥物或生物分子以輸送到體內(nèi)[73]不同維度的納米結(jié)構(gòu)也有其相應(yīng)的缺陷。0D納米材料尺寸較小，不易與其他材料復(fù)合；1D納米材料延展性和變形性較差；2D納米材料與0D相比，邊緣活性位點(diǎn)較差[74]3D水凝膠和支架體積較大，不易獲取，制備難度較大，因此選擇合適尺寸的納米結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。
SRPN 通過(guò)改變肽性質(zhì)（例如改變肽表面電荷）或切割不穩(wěn)定或響應(yīng)性鍵來(lái)調(diào)節(jié)自組裝行為，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)滿足特定需求的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。大量可切換的肽是由微環(huán)境 pH 觸發(fā)的，這通常是氨基酸質(zhì)子化和去質(zhì)子化的結(jié)果 [75]通過(guò)加工pH響應(yīng)性肽，可以實(shí)現(xiàn)α-螺旋向β-折疊或β-折疊向α-螺旋的可逆轉(zhuǎn)變。同時(shí)，溫度對(duì)肽自組裝的影響也不容小覷，溫度升高會(huì)削弱氫鍵作用，增強(qiáng)疏水作用，導(dǎo)致肽自組裝從一種特定形貌轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌蚊病８邷赝ǔ?huì)破壞肽的二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使其失去功能[76]金屬離子與不同氨基酸側(cè)鏈相互作用可誘導(dǎo)肽構(gòu)象由未折疊狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎郫B狀態(tài)。[77]。酶可以作為肽改變的觸發(fā)因素之一。肽在微環(huán)境中被酶切割或降解，從而促進(jìn)肽納米材料的功能。此外，利用發(fā)光部分在戰(zhàn)略位置對(duì)肽進(jìn)行修飾，形成光響應(yīng)肽。在光照射下，肽的結(jié)構(gòu)或功能發(fā)生改變。
肽及多肽具有較強(qiáng)的自組裝能力，可控制自組裝成不同尺寸的納米材料�；陔募半木Y合物的自組裝納米結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性好、選擇性精確、生物相容性優(yōu)良、細(xì)胞毒性低等優(yōu)點(diǎn)，在藥物遞送、生物成像、臨床疾病治療、抗菌材料、組織工程等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。[78，79]。
3.1 0D肽納米材料
肽具有良好的自組裝能力，很容易形成PNP、PNS和PQD，被廣泛用作藥物輸送和癌癥治療的納米載體。[3，80，81[,肽納米材料的優(yōu)異性能在膠原蛋白模擬納米材料中引起了越來(lái)越多的關(guān)注。Xiao等證明，當(dāng)三螺旋肽G（PRGPOG）5將N端帶有芳香族基團(tuán)的多肽與單鏈肽EOG-10在室溫下混合[82].由于π-π堆積和靜電相互作用，肽自組裝成大小均勻的PNS。這種由肽引發(fā)的具有良好生物相容性的膠原蛋白模擬肽的自組裝在生物領(lǐng)域顯示出潛在的應(yīng)用。
人工病毒能夠在癌細(xì)胞中產(chǎn)生高水平的基因轉(zhuǎn)錄。曹等人基于Nap-FFGPLGLAG(CK)設(shè)計(jì)了幾種肽來(lái)模擬人工病毒的外殼米）nC（Nap = 萘）肽序列，通過(guò)改變 m 和 n 的值（圖 6a)[83]有趣的是，設(shè)計(jì)的（CK5）2C 或 (CK3）3C肽在疏水作用和π-π堆積作用下自組裝成小于10納米的穩(wěn)定PNP結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步與遺傳元件共組裝形成人工病毒用于基因遞送和轉(zhuǎn)錄，已用于選擇性遞送治療性核酸至癌細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)高效的基因治療。
通過(guò)光激發(fā)，可以制備具有特定功能的0D肽納米材料。例如，Sun等人設(shè)計(jì)了一種具有KLAKLAKKLAKLAK肽序列的丙烯酰胺單體（KLA肽丙烯酰胺）。由促凋亡肽-聚合物兩親分子組成的球形膠束在光引發(fā)聚合的誘導(dǎo)下自組裝成NPs[84]。通過(guò)改變親水性和疏水性結(jié)構(gòu)單元的長(zhǎng)度，可以調(diào)整以這種方式形成的NPs的尺寸。在另一個(gè)例子中，Li等人通過(guò)將含有組氨酸的短肽、金屬離子和PS組合在一起，制備了一種用于抗腫瘤治療的金屬納米藥物[85].在Zn 2+存在下，短肽與PS通過(guò)多種非共價(jià)相互作用共組裝成金屬納米藥物，實(shí)現(xiàn)藥物在TME中的快速釋放。
3.2 一維肽納米材料
一維肽納米材料具有穩(wěn)定性高、形貌細(xì)長(zhǎng)、生物相容性好、化學(xué)物理性質(zhì)及功能可調(diào)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有利于改善組織黏附、延長(zhǎng)血液循環(huán)，是制備生物成像、腫瘤治療、基因傳遞、可穿戴生物傳感器等功能復(fù)合材料的理想構(gòu)建材料[86，87]。一維肽超結(jié)構(gòu)主要包括PNF、PNW、PNT和PNR。
在 Wei 及其同事的研究中，半序列離子互補(bǔ)肽 RATEA16 (CH 3CO-RATARAEARATARAEA-CONH 2) 是為 PSA 開(kāi)發(fā)的 [88]肽RATEA16具有穩(wěn)定的β片層二級(jí)結(jié)構(gòu)，自組裝成直徑70.3nm、長(zhǎng)度273nm的PNF，遇到血液后迅速形成三維網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)，達(dá)到止血效果。具有良好生物相容性的多肽RATEA16可開(kāi)發(fā)為手術(shù)過(guò)程中理想的止血?jiǎng)?/span>
最近，Raganato等人首次報(bào)道了L，D-八肽-葡聚糖共軛化合物DEX29-（L VD V）4嵌段共軛[89]。（L VD V）4線性肽促進(jìn)共軛化合物自組裝生長(zhǎng)為0.10–1 μm的PNW，以此方式組裝的具有葡聚糖性質(zhì)的PNW具有良好的親水性、生物相容性且無(wú)毒性，在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面具有很高的潛力。
PNT 具有優(yōu)異的高縱橫比和表面積，在介導(dǎo)藥物輸送和細(xì)胞相互作用中起著重要作用。同時(shí)，管狀 NPs 與靶細(xì)胞的接觸面積更大，可以更好地粘附在細(xì)胞上[90],Laverty 等人研究了 FF 基序的自組裝行為，其中羧基末端 FF 基序 (NH2-FF-COOH) 能夠在溶液中自組裝成 PNT，這歸因于分子中相鄰苯基之間的疏水、π-π 堆積和氫鍵相互作用[91] 響應(yīng) pH、溫度、離子強(qiáng)度和酶等刺激，β-片層二級(jí)結(jié)構(gòu)形成并自組裝成PNT（圖 6b). FF自組裝形成的PNT表現(xiàn)出足夠的抗菌能力，可以消滅感染各種患者的生物膜形式的細(xì)菌。
此外，Zhang等人利用淀粉樣蛋白的同源序列KLVFFAβ（一個(gè)β) 肽和載脂蛋白 E 受體結(jié)合域的模擬肽 COG1410 構(gòu)建獨(dú)特的載脂蛋白 E 模擬肽 (MOP) 來(lái)合成 PNR[92]。MOP具有固有的自組裝能力，其自組裝行為受溶液pH值和離子強(qiáng)度的影響。在酸性和中性環(huán)境中，MOP被誘導(dǎo)自組裝成球形。當(dāng)pH調(diào)節(jié)為9時(shí)，觀察到尺寸為50×100nm的NR結(jié)構(gòu)。在Na2所以4不同濃度的溶液中，生成的納米棒的長(zhǎng)寬比不同。與球形納米結(jié)構(gòu)相比，這種棒狀納米結(jié)構(gòu)能夠更好地穿透血腦屏障，設(shè)計(jì)的PNR提高了MOP向腦部的輸送效率，改善了Aβ，有效解決了阿爾茨海默�。ˋD）治療的關(guān)鍵問(wèn)題。
3.3 二維肽納米材料
二維肽納米材料具有較大的比表面積和豐富的表面功能基團(tuán)，更容易與其他納米材料結(jié)合進(jìn)行功能調(diào)控[93，94],此外，二維肽納米材料具有靈活可控的表面功能以及優(yōu)異的生物降解性和生物相容性，在生物醫(yī)藥、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[95]。
PNS 和肽納米帶是典型的二維肽超結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了低維和三維材料之間的差距。富含酪氨酸和苯丙氨酸的肽傾向于形成二維 PNS 和肽納米帶 [96]例如，Stevens 等人通過(guò)二維操控含有六苯丙氨酸、疏水尾和谷氨酸的 PA (F6C11) 展示了厚度約為 5 nm 的單層 Janus PNS 的合成（圖 6c)[97],F6C11 中的六苯丙氨酸片段提供的氫鍵誘導(dǎo)肽形成β-片層在 x 軸方向上，而芳香相互作用導(dǎo)致β-sheets 在 y 軸方向堆疊。此外，烷基尾部增強(qiáng)了 x 軸和 y 軸的疏水作用，最終組裝出具有高度有序結(jié)構(gòu)的 PNS。在另一項(xiàng)研究中，Albert 等人設(shè)計(jì)了一種富含苯丙氨酸的肽 (EEFFFFFFFFFF) 與 DNA 結(jié)合形成二嵌段共軛物 (DP) [98].將DP加入1,1,1,3,3,3-六氟異丙醇（HFIP）中，再將溶液注入磷酸鹽緩沖溶液（PBS）中，制備PSA。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DP自組裝產(chǎn)生了平均厚度為5.1±1nm的PNS。DP中的谷氨酸殘基降低了疏水相互作用，大量苯丙氨酸提供的豐富氫鍵和π-π堆積形成了二維納米片。該方法進(jìn)一步被應(yīng)用于設(shè)計(jì)DNA1-肽-DNA2三嵌段共軛物，通過(guò)在相反表面呈現(xiàn)兩種不同的DNA序列，成功地自組裝成Janus混合納米片。
此外，Castelletto 等人通過(guò)乙酸酐反應(yīng)將 N 端封端到 FF 二肽上，制備了芳香肽 CapNFF[99].PSA在水和乙腈混合溶液中進(jìn)行，觀察到自由漂浮的納米片層狀結(jié)構(gòu)，這是π-π堆積驅(qū)動(dòng)的分子間相互作用力的結(jié)果。
3.4 3D肽納米材料
自組裝肽三維納米材料主要有水凝膠和氣凝膠。在一定條件下，肽自組裝形成超長(zhǎng)納米纖維，納米纖維再進(jìn)行包裹，形成三維水凝膠。水凝膠作為獨(dú)特的載體，能有效提高生物制劑的釋放并提供機(jī)械支撐，在促進(jìn)組織再生、藥物輸送、傷口愈合等方面具有巨大優(yōu)勢(shì)。[100，101]。
Sun 等制備了一類(lèi)以二苯丙氨酸為基礎(chǔ)、C 端氨基酸不同的聯(lián)苯三肽化合物[102].所設(shè)計(jì)的多肽如BPAA-FFG、BPAA-FFA、BPAA-GFF、BPAA-AFF等在一定條件下均可形成不同長(zhǎng)度的納米纖維或納米帶，進(jìn)行高密度纏繞重疊形成水凝膠，這是受氫鍵、π-π堆積、空間位點(diǎn)電阻等影響的結(jié)果。
載藥水凝膠具有廣闊的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。Zhang 等人將 PEG 修飾的 Fmoc-FF 肽與聚氨酯雜交，其中 Fmoc-FF 肽自組裝形成β片狀納米結(jié)構(gòu)[103添加的姜黃素通過(guò)π-π堆積與Fmoc-FF肽組裝形成混合水凝膠（圖 6d).由該肽-聚合物制備的水凝膠表現(xiàn)出強(qiáng)的自修復(fù)性能，在組織工程和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。
Han 等開(kāi)發(fā)了一種功能性肽水凝膠，用于包封外泌體并確保外泌體的穩(wěn)定和持續(xù)釋放[104].自組裝PA GTAGLIGQ通過(guò)GG肽與心臟保護(hù)肽（GHRPS）連接，生成PA-GHRPS。同時(shí)使用Nap-FF修飾PA-GHRPS可提高PA-GHRPS在水中的溶解度，并使其自組裝形成水凝膠。與單獨(dú)使用外泌體治療相比，水凝膠載體可通過(guò)減少炎癥、避免心肌纖維化和延長(zhǎng)外泌體在體內(nèi)的滯留時(shí)間來(lái)改善心肌梗死后的心臟功能。
4 SRPN 的功能定制
肽可以通過(guò)共價(jià)和非共價(jià)相互作用與其他材料結(jié)合，實(shí)現(xiàn)納米材料的靶向功能化，從而改善納米材料的生物相容性并降低其細(xì)胞毒性。[105].本部分介紹了肽與金屬及金屬氧化物/硫化物、DNA/RNA/PNA、多糖、PS等材料雜化對(duì)SAP材料進(jìn)行功能調(diào)控。
4.1 利用金屬和金屬氧化物/硫化物進(jìn)行功能調(diào)節(jié)
金屬納米粒子可用于對(duì)各種生物分子進(jìn)行表面改性，以實(shí)現(xiàn)特定的功能定制[106],金屬與肽結(jié)合形成的金屬/肽雜化納米材料具有廣泛的應(yīng)用，如細(xì)胞成像、組織工程、光療和藥物輸送[107，108]。
金納米粒子（AuNPs）具有惰性、無(wú)毒的特性，相對(duì)于其他金屬納米粒子來(lái)說(shuō)更安全，因此受到科研人員的廣泛研究[109],例如，Borglin 等人利用對(duì) Zn2+ 和 MMP-7 具有雙重刺激響應(yīng)的肽 (JR2EC)制備了一種用于多光誘導(dǎo)發(fā)光 (MIL) 的高信噪比生化造影劑 [110].螯合劑刺激多肽自組裝成四螺旋束后去除Zn 2+ ，AuNPs達(dá)到懸浮狀態(tài)；MMP-7的釋放導(dǎo)致JR2EC的消除和AuNPs的聚集，顯著增強(qiáng)了MIL信號(hào)。
AuNPs被認(rèn)為是一種很有前途的癌癥治療光動(dòng)力治療劑。Yang等通過(guò)涂層法合成了AuNPs@PNPs用于前列腺癌的靶向治療[111],該肽（序列：CREKA-YPFFK（Nph））在血清堿性磷酸酶（ALP）刺激后自組裝（圖 7a). 與未組裝組相比，AuNPs@PNPs在腫瘤部位的滯留時(shí)間增加了約3倍。此外，作為PTT劑，設(shè)計(jì)的AuNPs@PNPs可以有效提高腫瘤的溫度體內(nèi)在近紅外 (NIR) 照射下。在另一項(xiàng)研究中，Chen 等人使用肽 (CALNNKKKK 和 CALNNKKKKGRGD) 功能化的 AuNPs (GNPs@peptide) 和二氧化硅納米粒子 (MSN) 的混合物構(gòu)建了刺激響應(yīng)性藥物輸送系統(tǒng) (圖 7b)[112]。帶負(fù)電荷的羧基化MSN通過(guò)靜電相互作用與帶正電荷的GNPs@peptide結(jié)合，防止藥物過(guò)早泄漏。在溶酶體的微酸性環(huán)境中，MSN表面電荷發(fā)生逆轉(zhuǎn)，導(dǎo)致GNPs@peptide被去除，藥物被靶向釋放。
除了單質(zhì)金屬，金屬氧化物/硫化物也可以被功能化來(lái)修飾肽基納米材料。例如，Yang 等人設(shè)計(jì)了一種 pH/溫度雙響應(yīng)納米凝膠 (NG)，用于藥物 (雷帕霉素、RAPA) 輸送和磁共振成像 (MRI) 熒光成像 [115該系統(tǒng)與抗IV型膠原蛋白肽（KLWVLPK）表面偶聯(lián)，形成納米凝膠（RAPA/Fe3哦4@NGS-Col IV) 用于靶向藥物輸送。磁性 Fe3哦4核心賦予納米凝膠成像能力，進(jìn)一步提高了 MRI 分辨率。此外，磁性 NPs 的表面疏水性增加了疏水性藥物的負(fù)載。因此，雙響應(yīng)多功能 NG 實(shí)現(xiàn)了 RAPA 靶向釋放，并且比非靶向 NG 更有效地抑制了腫瘤內(nèi)皮腫瘤形成。
在之前的報(bào)告中，Zhao 等人構(gòu)建了一種多 pH/酶/氧化還原刺激響應(yīng)的熒光多孔 pSiO2納米載體（pSiO2-GSSG NS）具有較高的藥物儲(chǔ)存能力[116載體由氨基官能化的二氧化硅（pSiO2)、氧化谷胱甘肽 (GSSG) 和熒光 ZnO QDs。GSSG 附著在 pSiO2通過(guò)酰胺鍵連接納米球，將氨基化的ZnO QDs共價(jià)偶聯(lián)到GSSG側(cè)鏈的羧基上。通過(guò)在酸性環(huán)境中分解ZnO QDs，酰胺鍵和二硫鍵分別被蛋白酶K和GSH切斷，導(dǎo)致ZnO QDs脫落并控制藥物的釋放。此外，氨基化的ZnO QDs在紫外光照射下發(fā)出黃色熒光，可作為潛在的熒光探針用于原位監(jiān)測(cè)藥物從孔道中的釋放。
此外，陳等人設(shè)計(jì)了一種基于CuS的熱敏診斷膠束來(lái)封裝氨基黃酮類(lèi)化合物（AF），用于三陰性乳腺癌（TNBC）的靶向治療[117]。通過(guò)熱敏兩親性嵌段共聚物聚（丙烯酰胺-丙烯腈）-聚乙二醇（PAAmAN-PEG）對(duì)CuS NPs進(jìn)行功能化，形成膠束，然后將其與腫瘤靶向配體GE11肽（YHWYGYTPQNVIGGGGC）偶聯(lián)。在近紅外光照射下，CuS NPs的溫度升高不僅引發(fā)了PTT，而且還誘導(dǎo)了親水性PAAmAN片段向具有高臨界溫度（約38°C）的疏水性PAAmAN片段的轉(zhuǎn)變，從而加速藥物釋放。此外，CuS NPs具有光聲成像特性，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)肽納米材料的抗腫瘤作用。
4.2 利用 DNA/RNA/PNA 進(jìn)行功能定制
DNA和RNA是維持機(jī)體正常免疫反應(yīng)的生物分子，在細(xì)胞增殖、分化以及通過(guò)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程傳遞信息中發(fā)揮著不可替代的作用。118此前，它們已廣泛應(yīng)用于納米技術(shù)、臨床診斷和治療領(lǐng)域[119]。
基于 DNA 的肽納米雜化物具有尺寸和結(jié)構(gòu)可控性以及優(yōu)異的生物相容性，是一種很有前途的運(yùn)載載體。120]。肽核酸（PNA）是一類(lèi)DNA類(lèi)似物，其中糖磷酸骨架被肽骨架取代。PNA對(duì)DNA和RNA不具有靜電排斥性，因此具有高穩(wěn)定性和出色的特異性識(shí)別。特別是，PNA具有穩(wěn)定有效的RNA靶標(biāo)識(shí)別。靶向腫瘤相關(guān)microRNA（miR）的PNA已被證明具有強(qiáng)大的抗腫瘤作用體內(nèi)和體外Gupta 及其同事通過(guò)修飾反義 γPNA 開(kāi)發(fā)了一種 miR-210 抑制策略，用于具有極高 DNA/RNA 親和力的 MGγPNA [121].將MGγPNAs與低pH插入肽偶聯(lián)，封裝于聚（丙二醇-乙醇酸-共-乙醇酸）（PLGA）NPs中進(jìn)行細(xì)胞遞送。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MGγPNA可以通過(guò)PLGA NPs遞送有效釋放。在正常pH值下，pHLIP與細(xì)胞膜的相互作用較弱，而在低pH環(huán)境下，pHLIP會(huì)折疊并插入細(xì)胞膜，促進(jìn)細(xì)胞對(duì)NPs的攝取。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MGγPNA可以通過(guò)PLGA NPs遞送有效釋放，并對(duì)腫瘤生長(zhǎng)表現(xiàn)出明顯的抑制效果，為通過(guò)靶向miRs治療癌癥提供了有力的手段。
核酸適體是一類(lèi)寡核苷酸序列，具有易于合成和修飾、毒性低、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可與多肽、藥物偶聯(lián)，增強(qiáng)細(xì)胞穿透能力，進(jìn)行靶向治療[122，123例如，Tan等人構(gòu)建了一種含有DOX的適體-肽復(fù)合物（APPC-DOX）[124].抗熱休克蛋白70（HSP70）肽（P8：SPWPRPTY或P17：YCAYYSPRHKTTF）與具有識(shí)別跨膜糖蛋白粘蛋白（MUC-1）能力的MUC-1適體組成的結(jié)合物（圖 8a).所得結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的APPC-DOX不僅對(duì)過(guò)表達(dá)MUC-1的耐藥乳腺癌細(xì)胞具有良好的靶向能力，而且可以增強(qiáng)DOX對(duì)癌細(xì)胞的敏感性，并顯著降低DOX的毒性。
巖藻糖基納米材料常用于開(kāi)發(fā)治療癌癥和心血管疾病的藥物納米載體。陸教授等通過(guò)靜電相互作用將巖藻多糖與陽(yáng)離子肽（魚(yú)精蛋白）結(jié)合，負(fù)載DOX后自組裝成雙刺激響應(yīng)的PNP，用于抑制轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞（MDA-MB-231）（圖 8b)[129].褐藻糖膠靶向作用于MDA-MB-231細(xì)胞的P-選擇素，在胰蛋白酶和酸性環(huán)境下發(fā)生電荷轉(zhuǎn)換和體積膨脹，釋放出DOX，有效抑制MDA-MB-231細(xì)胞的生長(zhǎng)。
基于纖維素和抗菌肽 (AMP) 的納米材料具有良好的溶解性和生物降解敏感性。在 Weishaupt 及其同事的一項(xiàng)研究中，將 2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基 (TEMPO) 氧化納米纖維纖維素 (TONFC) 和 AMP 結(jié)合在一起，通過(guò)自組裝形成具有抗菌性能的 pH 響應(yīng)性納米復(fù)合材料 [130],當(dāng)溶液pH值高于羧基的pKa值,且離子強(qiáng)度較低時(shí),表面正電荷乳球菌細(xì)菌與TONFC提供的大量負(fù)電荷結(jié)合，導(dǎo)致原纖維半徑增大，纖維柔韌性降低。與金黃色乳球菌, TONFC-金黃色乳球菌生物復(fù)合材料表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗菌活性枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌.α-乳糖特異性識(shí)別肝癌細(xì)胞并在介導(dǎo)內(nèi)吞作用中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
最近，孟等利用酪蛋白疏水肽（CHP）修飾CS，合成了一套具有較寬HLB值范圍的Pickering乳化劑CS-CHP NPs（NPs3-1、NPs1-1、NPs1-3）[131CS-CHP NPs 表現(xiàn)出更好的乳化能力、抗氧化性能和高穩(wěn)定性。同時(shí)，乳液類(lèi)型可以從 O/W 轉(zhuǎn)化為 W/O，表現(xiàn)出 pH- 和 CO2/N2響應(yīng)性，并在不同pH下有效處理姜黃素。封裝和智能釋放為改善藥物輸送提供了一種新方法。
4.4 利用光敏劑（PS）進(jìn)行功能調(diào)整
近年來(lái)，集多功能于一體的光熱納米材料為醫(yī)學(xué)的靶向診斷和治療提供了優(yōu)良條件。[132]結(jié)合光敏劑和肽的光熱納米藥物被認(rèn)為是癌癥光療的有前途的治療劑。[133]光化學(xué)穩(wěn)定性和安全性是作為光敏劑使用的先決條件[134].光敏劑與多肽相結(jié)合的刺激響應(yīng)性納米材料能夠?qū)ξh(huán)境做出精確響應(yīng)并發(fā)生相應(yīng)變化，在藥物的靶向遞送和積累以及多功能成像方面具有良好的功效[135]。
肽納米材料與 PS 的功能化可以實(shí)現(xiàn)藥物的精確釋放，提高光療的治療效果。例如，在 Le 等人的一項(xiàng)研究中 [136]，將單體 ELP 與 PS (TT1) 結(jié)合，并與二嵌段 ELP (dbELP) 共組裝以生成靶向 NPs。TT1 生成1 O2在光照下，TT1 氧化了單塊 ELP 中的 Met 殘基，使 ELP 具有親水性，從而引發(fā) NPs 的解離。此外，TT1 通過(guò) π-π 相互作用與 dbELP 中的苯丙氨酸相互作用，誘導(dǎo)生成尺寸更小的 NPs，實(shí)現(xiàn)更深的穿透，獲得有效的抗癌治療。在另一篇報(bào)道中，Zhang 等人設(shè)計(jì)了基于聚谷氨酸的雙響應(yīng) PNPs，用于 PDT 和 CT 聯(lián)合治療 TNBC 聚谷氨酸 [137].以四苯基卟啉(TPP)為PS,與N,N-二異丙基乙二胺(DPA)共同連接到多肽骨架上,形成胞內(nèi)pH響應(yīng)肽(PPTP),PPTP與紫杉醇二聚體藥物(PTX2)自組裝形成可生物降解的PNPs(PPTP@PTX2NPs)(圖 8c). 靜脈注射后，PPTP@PTX2 NPs被動(dòng)聚集于腫瘤部位并被腫瘤細(xì)胞攝取，在酸性環(huán)境下被激活，釋放并恢復(fù)TPP熒光信號(hào)，生成單線態(tài)氧( 1 O2)在660 nm激光照射下，刺激PTX2返回為PTX，因此PDT與CT的協(xié)同作用明顯抑制了4T1 TNBC腫瘤的生長(zhǎng)。
有趣的是，Yu 等人設(shè)計(jì)并合成了一種氧化響應(yīng)肽納米細(xì)胞 (DPEIM)，其中包含兩個(gè)帶有蛋氨酸殘基的六肽 (EIMIIE、EIIIIME 和 EIMIME) [138],它是通過(guò)與PS Ce6共組裝得到的，命名為CPT（圖 8d). Ce6 摻入多肽產(chǎn)生 ROS原位在激光照射下，實(shí)現(xiàn)PDT和Met的氧化，進(jìn)一步導(dǎo)致支架形貌的轉(zhuǎn)變，提高腫瘤穿透率。腫瘤細(xì)胞中大量的GSH使CPT與多肽相互作用，兩者之間的二硫鍵斷裂，釋放出CPT，實(shí)現(xiàn)PDT和CT的協(xié)同治療。在類(lèi)似的研究中，Hu等人用聚(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿)(PMPC)、酶反應(yīng)肽GFLG和聚-l-賴氨酸與Ce6[139].負(fù)載吉西他濱的肽束（GEM）實(shí)現(xiàn)了癌癥的光動(dòng)力治療（PDT）和化學(xué)治療（CT）的聯(lián)合治療。
4.5 與其他活性材料進(jìn)行功能調(diào)整
除了上述可與多肽結(jié)合豐富功能的材料外，還有一些其他材料也與多肽具有良好的結(jié)合能力，如石墨烯及其衍生物[氧化石墨烯（GO）、還原氧化石墨烯（rGO）]具有較大的比表面積和豐富的表面功能基團(tuán)，多肽可很容易地通過(guò)非共價(jià)相互作用與其結(jié)合，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
劉等人合成了大尺寸磁性納米片（L-Fe2哦3使用含有γ-氧化鐵（γ-Fe2哦3@GO)、腫瘤靶向蛋白轉(zhuǎn)鐵蛋白 (TF) 和線粒體靶向肽 (MITP) (圖 8e)[140],納米片靶向腫瘤細(xì)胞并自組裝原位在腫瘤細(xì)胞表面形成二維結(jié)構(gòu)，大尺寸二維磁性組裝體抑制腫瘤細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，降低腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的可能性。此外，在近紅外光的刺激下，二維PSA能有效響應(yīng)近紅外輻射，產(chǎn)生光熱效應(yīng)，顯著損傷線粒體，誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡。在另一篇報(bào)道中，Zhang等人將凋亡肽（KLAKLAK）連接到2(KLA) 通過(guò)形成二硫鍵負(fù)載到GO表面，再通過(guò)π-π相互作用和氫鍵相互作用負(fù)載DOX，最后包覆牛血清白蛋白 (BSA)，形成具有雙pH/GSH響應(yīng)的抗癌納米系統(tǒng) (DOX@GO-SS-KLA/BSA) [141DOX@GO–SS–KLA/BSA進(jìn)入癌細(xì)胞后，多肽與GO之間的二硫鍵斷裂，釋放出KLA，在大量GSH存在下，基于GO的藥物載體在弱酸環(huán)境下容易快速釋放DOX，實(shí)現(xiàn)協(xié)同抗癌治療。
在以上章節(jié)中，我們介紹并討論了肽基納米材料與各種成分的功能定制，以增強(qiáng) SRPN 的刺激響應(yīng)能力。為了更清楚起見(jiàn)，我們總結(jié)了有助于讀者理解案例的重要細(xì)節(jié)，如下所示表 2.
與非肽納米材料相比，肽基材料具有優(yōu)異的生物相容性、生物活性和生物降解性，且排斥性降低。氨基酸之間的特定相互作用導(dǎo)致高度有序和穩(wěn)定的組裝體。肽可以自組裝成不同的納米結(jié)構(gòu)。合理設(shè)計(jì)的氨基酸序列允許單個(gè)分子內(nèi)組合不同的功能，例如刺激響應(yīng)性，從而使肽可以自組裝或與其他材料組裝成多功能納米材料，這對(duì)納米材料來(lái)說(shuō)是一大優(yōu)勢(shì)[142]。SAPN 能夠響應(yīng)刺激而發(fā)生構(gòu)象和化學(xué)變化，并已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)，作為藥物載體、成像劑、抗腫瘤、抗菌和組織修復(fù)等用途。在本節(jié)中，我們重點(diǎn)介紹 SRPN 在藥物輸送、生物成像、基因治療、PTT/PDT、抗菌生物材料、傷口愈合和傷口敷料中的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
5.1 藥物輸送
近年來(lái)，藥物輸送技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但傳統(tǒng)的藥物輸送仍然存在諸多問(wèn)題，如藥物過(guò)早泄漏、無(wú)法識(shí)別靶病灶、藥物釋放緩慢等。[143，144]肽類(lèi)藥物已被批準(zhǔn)用于治療癌癥腫瘤和胃腸道疾病等疾病。利用新興納米材料遞送小分子藥物是一種有效的方法。通常，納米載體可以通過(guò)靶向部分進(jìn)行功能化，以特異性識(shí)別特定器官或患病細(xì)胞[145]。
SRPN作為藥物遞送載體，將藥物遞送至病變細(xì)胞附近，并受病變細(xì)胞微環(huán)境影響按需釋放藥物，提高藥物遞送的特異性和有效性。與無(wú)機(jī)納米材料相比，肽納米載體具有良好的穩(wěn)定性、膜穿透性、生物相容性，以及較低的細(xì)胞毒性。
尺寸可變形的藥物納米載體可根據(jù)腫瘤組織的空間尺寸進(jìn)行靈活調(diào)控，實(shí)現(xiàn)有效穿越屏障，保留組織間質(zhì)空間。陳等人利用刺激響應(yīng)殼分離技術(shù)設(shè)計(jì)了殼堆疊納米顆粒（SNPs）[146].甲氧基PEG封閉的聚-l-賴氨酸（mPEG113-b將具有電荷反轉(zhuǎn)性質(zhì)的SNP納米粒子（SNP-PLL25/DMMA）通過(guò)靜電相互作用堆疊形成殼層（Shell-DMMA），內(nèi)殼通過(guò)二硫鍵交聯(lián)，在腫瘤組織酸性環(huán)境中富集后，SNP有效地在腫瘤部位實(shí)現(xiàn)了顯著的尺寸減小和有效的電荷反轉(zhuǎn)（尺寸從約145nm減小到40nm，表面電荷從-7.4mV反轉(zhuǎn)到8.2mV）（圖 9a).在細(xì)胞內(nèi)，二硫鍵的解離加速了藥物的釋放，提高了抗腫瘤活性。具有可變形尺寸和電荷反轉(zhuǎn)的SNPs可以將藥物遞送到更深的腫瘤部位，顯著提高抗腫瘤效果。是肽納米藥物深度遞送的可靠載體。
與傳統(tǒng)增敏劑相比，SRPN 具有更強(qiáng)的穿透性和高度內(nèi)化靶組織的能力。在 Ding 等人的研究中，制備了三嵌段功能肽修飾的超小金納米粒子 (Au@Tat-R-EK NPs)，用于癌癥放射治療 (圖 9d)[149].Tat肽（GRKKKRRQRRRPQ）是一種強(qiáng)大的細(xì)胞穿透和核靶向肽，它與金納米粒子連接。GFLG肽可以被組蛋白B切割，從而連接Tat和兩性離子防污肽（EKEKEKEKEK）。制備的金納米粒子表現(xiàn)出極好的穩(wěn)定性、組蛋白響應(yīng)性和核靶向性。當(dāng)遇到組蛋白B時(shí)，GFLG被選擇性地切割，暴露出Tat肽，Au@Tat-R-EK的zata電位從負(fù)移變?yōu)檎�。這種變化增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞對(duì)其的選擇性攝取（圖 9e) 隨后，Au@Tat-R-EK進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，精準(zhǔn)靶向細(xì)胞核進(jìn)行聚集，與X射線聯(lián)合使用，表現(xiàn)出良好的放射治療增敏作用。體內(nèi)放射治療實(shí)驗(yàn)顯示，Au@Tat-R-EK NPs+X射線組腫瘤生長(zhǎng)速度最慢，第14天腫瘤體積僅擴(kuò)大了4.5倍。Au@Tat-R-EK NPs介導(dǎo)了高達(dá)90%的放射治療，顯著延長(zhǎng)了小鼠的生存時(shí)間（圖 9f).
體內(nèi)肽基納米材料的自組裝是一種很有前途的診斷策略。與傳統(tǒng) CT 相比，肽藥物偶聯(lián) (PDC) 藥物具有改善藥物靶向性和減少不良反應(yīng)等優(yōu)勢(shì)。王等人制備了一種 PDC 藥物 (SAP-CPT) 用于體內(nèi)原位自組裝策略提高藥物向腫瘤細(xì)胞的滲透性[150SAP-CPT由靶向RGD肽、GNNNQNY肽和藥物分子喜樹(shù)堿（CPT）組成（圖 9g). SAP-CPT 藥物靶向癌細(xì)胞受體 αVβ3，然后形成納米簇就地并通過(guò)內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞。在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中觀察到強(qiáng)烈的熒光信號(hào)（圖 9h)與單體SAP-CPT藥物相比，組裝后的SAP-CPT藥物進(jìn)入腫瘤細(xì)胞的能力增強(qiáng)。此外，與常規(guī)PDC藥物相比，SAP-CPT藥物通過(guò)自組裝成功聚集，提高了細(xì)胞穿透率，從而取得了相應(yīng)的優(yōu)異治療效果。
5.2 生物成像
生物成像是一種非侵入性成像技術(shù)，可在一段時(shí)間內(nèi)觀察生物體的行為，為深入了解生物過(guò)程和藥物作用提供直觀證據(jù)，在臨床診斷和治療中發(fā)揮著不可替代的作用。151].SRPN能夠靶向結(jié)合病變部位，提高成像的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
熒光成像對(duì)復(fù)雜生物系統(tǒng)的探索做出了巨大貢獻(xiàn)。有機(jī)熒光團(tuán)和綠色熒光蛋白 (GFP) 在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中得到了更廣泛的應(yīng)用。雙光子吸收 (TPA) 熒光成像由于其出色的時(shí)空分辨率，在診斷和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也前景廣闊。152]。但對(duì)于GFP來(lái)說(shuō)，進(jìn)入細(xì)胞并穩(wěn)定其作用則更為復(fù)雜。為此，Kong等人設(shè)計(jì)了一種具有Fc-YYGCGPGRC序列的環(huán)肽，通過(guò)將細(xì)胞穿透肽（CPP）與二酪氨酸結(jié)合[153該肽可以自組裝成具有生物活性的pH響應(yīng)性納米顆粒，當(dāng)Tyr的酚基去質(zhì)子化后，納米顆粒發(fā)出明亮的綠色熒光，可以有效穿透細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮功能（圖 10a).此外，酪氨酸肽具有良好的生物相容性、胞內(nèi)逃逸能力、較低的細(xì)胞毒性，在監(jiān)測(cè)、追蹤生物過(guò)程等生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面具有巨大的潛力。
由于成像探針在某些特定代謝器官（如腎臟和肝臟）中會(huì)非特異性聚集，因此癌細(xì)胞的成像仍存在很大困難。此前，An 等人設(shè)計(jì)了一種具有腫瘤特異性外排抑制 (TER) 效應(yīng)的近紅外肽探針 TER-SA (RGDRDDRDDPLGYLGFFC(Cy))[156]。它特異性識(shí)別腎癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)的αvβ3整合素，該整合素在TME中被MMP2/9特異性切割。殘基自組裝成PNF原位在病變部位。提高人類(lèi)腎細(xì)胞癌 (RCC) 高性能成像的信噪比 (S/N) (圖 10c).腫瘤被完整切除，降低了術(shù)后復(fù)發(fā)率，提高了患者生存率�；赥ER策略的NIR肽探針可以準(zhǔn)確識(shí)別RCC和腫瘤邊界。這是一種很有前途的實(shí)現(xiàn)代謝器官腫瘤成像的方法。
對(duì)TME有反應(yīng)的造影劑在腫瘤治療監(jiān)測(cè)中具有重要意義。其中，T1&T2雙模MRI具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性。陳等人設(shè)計(jì)了一種對(duì)MMP-9有反應(yīng)性的納米纖維素（PMPSD），可用于定量腫瘤成像[157如圖所示圖 10d，超順磁性氧化鐵 (USPIO) 聚集，納米膠體作為 T1 造影劑。在 MMP-9 存在下，MMP-9 敏感肽 (Fmoc-GPLGL) 被裂解，使納米膠體解離并將其轉(zhuǎn)化為 T2 造影劑。T1/T2 轉(zhuǎn)換使 MMP-9 濃度可視化（圖 10e)。此外，PMPSD 表現(xiàn)出優(yōu)異的光熱性能。如圖所示圖 10f、PMPSD加MMP9聯(lián)合放射治療的抗腫瘤效果最好，腫瘤內(nèi)MMP9濃度越高，抗腫瘤效果越好。因此設(shè)計(jì)的PMPSD具有T1-T2雙模顯像監(jiān)測(cè)藥物釋放的能力，可實(shí)現(xiàn)PTT/CT聯(lián)合治療。
5.3 基因治療
基因治療是通過(guò)基因轉(zhuǎn)移技術(shù)將外源正常基因?qū)氚屑?xì)胞，在基因水平上進(jìn)行治療，具有高效性、高選擇性等特點(diǎn)，為癌癥治療提供了有效的途徑。傳統(tǒng)的基因遞送載體存在制備困難、藥物靶向性差、生物安全性較低等缺點(diǎn)[158近年來(lái)刺激響應(yīng)型納米載體得到快速發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)高選擇性、特異性的靶向遞送和可控的基因釋放行為，提高基因治療的整體效率[159]。
膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 (GBM) 的傳統(tǒng)治療方法，例如 CT 和放射療法，存在藥物輸送不足和脫靶藥物輸送等缺點(diǎn)。[160]基于納米技術(shù)的小干擾RNA（siRNA）是治療GBM的一種有前途的治療方式。然而，由于腦結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，單純的靶向策略仍然無(wú)法滿足GBM的治療需求。劉等人設(shè)計(jì)了一種新型電荷轉(zhuǎn)換仿生siRNA遞送納米平臺(tái)，該平臺(tái)具有三層核殼結(jié)構(gòu)[161]。這是一種由血管肽-2修飾的紅細(xì)胞膜（Ang-RBCm）包裹的納米復(fù)合材料（Ang-RBCm-CA / siRNA），可避免siRNA受到免疫攻擊并促進(jìn)其穿透BBB。當(dāng)它到達(dá)腫瘤細(xì)胞附近時(shí)，微環(huán)境中的弱酸性會(huì)引發(fā)負(fù)電荷向正電荷的轉(zhuǎn)移，從而誘導(dǎo)紅細(xì)胞膜裂解并加速腫瘤細(xì)胞中siRNA的釋放（圖 11a). 納米復(fù)合物在攜帶人類(lèi)GMB的小鼠的治療實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了優(yōu)異的抗癌治療效果原位且未產(chǎn)生其他副作用�？傮w而言，這種新型多功能仿生納米復(fù)合物具有良好的生物相容性、優(yōu)異的血腦屏障通透性以及靶向遞送能力。本研究為GBM靶向基因治療提供了有力的途徑。
值得注意的是，Shi 等人設(shè)計(jì)了一種高度穩(wěn)定的 ROS 響應(yīng) siRNA 納米藥物 (3I-NM@siRNA) [162].利用功能化的Angiopep-2肽（Ang-3I-NM@siRNA）靶向GBM，當(dāng)Ang-3I-NM@siRNA到達(dá)TME后，能夠主動(dòng)穿透BBB靶向進(jìn)入腦腫瘤細(xì)胞，在大量ROS存在下，苯基硼酸酯變?yōu)橛H水性化合物，從而實(shí)現(xiàn)siRNA的有效釋放，實(shí)現(xiàn)靶向治療（圖 11b). 經(jīng)核實(shí)體內(nèi)小鼠實(shí)驗(yàn)表明，以Angiopep-2肽功能化的納米藥物具有良好的血腦屏障穿透能力、腦腫瘤靶向能力和良好的siRNA釋放能力。本研究為腦腫瘤基因治療提供了一種安全有效的策略，也具有治療其他腫瘤和腦部疾病的潛力。
基因釋放可以通過(guò)空間或時(shí)間來(lái)控制，以提高轉(zhuǎn)染效率。Park 等人利用 CPP (DS4-3) 與二硫鍵交聯(lián)的 PEI (ssPEI) 偶聯(lián)形成多聚體 (SPD) [163].SPD與負(fù)載IR780的牛血清白蛋白（BI）NPs復(fù)合，形成雙刺激響應(yīng)納米復(fù)合物（BI-SPD）。進(jìn)入乳腺癌細(xì)胞后，該納米組裝體受到808nm激光照射，局部熱觸發(fā)SPD多聚體內(nèi)體的逃逸。二硫鍵在含有大量GSH的細(xì)胞質(zhì)中斷裂，釋放出DNA質(zhì)粒進(jìn)行基因表達(dá)（圖 11c). 4T1細(xì)胞系實(shí)驗(yàn)表明，BI-SPD的轉(zhuǎn)染效率比單獨(dú)使用SPD多接頭的轉(zhuǎn)染效率高出2倍（圖 11e) 與 BI-SP 相比，接受 BI-SPD 治療的 4T1 腫瘤小鼠的熒光強(qiáng)度增加，納米組裝體的積累明顯增加（圖 11f和g）。該納米復(fù)合材料對(duì)周?chē)】到M織無(wú)明顯毒性，穩(wěn)定性高，具有細(xì)胞穿透性。在激光照射下，多聚體的內(nèi)體逃逸加速，轉(zhuǎn)染率提高了4倍。
核酸酶失活的成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列 (CRISPR) 相關(guān)蛋白 9 (dCas9) 可以在短向?qū)?RNA 的幫助下靶向基因組中的幾乎任何位置，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效的基因表達(dá)，而不會(huì)干擾宿主基因組。CRISPR/dCas9 的抗癌方法在有效靶向遞送方面仍面臨巨大挑戰(zhàn)。為了解決這一問(wèn)題，劉等人構(gòu)建了一種具有核殼結(jié)構(gòu)的多級(jí)遞送 NP (MDNP)，以增強(qiáng) CRISPR/dCas9 系統(tǒng)的腫瘤靶向性 (圖 11d)[164當(dāng)MDNP在血流中運(yùn)輸并到達(dá)腫瘤組織酸性微環(huán)境時(shí)，殼層中的DMMA基團(tuán)發(fā)生分解，殼層結(jié)構(gòu)被破壞，核心陽(yáng)離子聚合物暴露出來(lái)，增強(qiáng)復(fù)合物在腫瘤組織中的蓄積。癌細(xì)胞中唾液酸的過(guò)表達(dá)與聚合物中的PBA結(jié)合，增強(qiáng)了陽(yáng)離子聚合物的胞內(nèi)化。因此，MDNP實(shí)現(xiàn)了高效的多級(jí)遞送，有效抑制了腫瘤生長(zhǎng)，為基于CRISPR/dCas9系統(tǒng)的基因治療提供了有效的策略。
5.4 光動(dòng)力治療/光熱治療
傳統(tǒng)的癌癥治療手段對(duì)人體的損傷不可避免，且副作用較大，甚至容易導(dǎo)致疾病復(fù)發(fā)。光療是一種較新的微創(chuàng)癌癥治療方法，對(duì)健康組織毒性低，對(duì)人體損傷小，分為PDT和PTT。
PDT依靠特定波長(zhǎng)激活PS，產(chǎn)生ROS，氧化靶細(xì)胞，引起細(xì)胞凋亡或壞死，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡。165傳統(tǒng)臨床應(yīng)用的PS存在水溶性差、生物相容性差、生物利用度低等缺點(diǎn)，限制了PDT在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[166相比之下，肽基納米材料由于其良好的生物相容性和可降解性、低細(xì)胞毒性以及結(jié)構(gòu)和功能的多樣性，被廣泛用作PDT藥劑。[167].SRPN的使用增加了PDT的選擇性和效率，同時(shí)消除了副作用。
針對(duì)PS聚集性差、保留時(shí)間短的問(wèn)題，Sun等設(shè)計(jì)了一種新型高靈敏度的PEG化PS-PNF（稱為PHHPEG6NF），它表現(xiàn)出快速、高效的腫瘤聚集性，可用于PDT腫瘤成像[168],如圖所示圖 12a、納米纖維可以在組織的TME中快速有效地聚集，誘導(dǎo)單線態(tài)氧（1O2), 提高了 PDT 效率。此外, 由于 PHHPEG6PNF在PDT前后呈現(xiàn)不同的熒光信號(hào)，可全程監(jiān)測(cè)PDT治療過(guò)程，在PDF腫瘤治療中優(yōu)勢(shì)明顯；在PDT臨床試驗(yàn)中，利用熒光成像引導(dǎo)PDT治療，開(kāi)發(fā)出具有AIE特性的PS，提高了治療效率。
細(xì)菌性角膜是導(dǎo)致角膜失明的主要原因之一。光動(dòng)力治療通過(guò)氧化應(yīng)激殺死細(xì)菌來(lái)治療細(xì)菌。然而，越來(lái)越多的細(xì)菌對(duì)傳統(tǒng)的光動(dòng)力治療產(chǎn)生了耐藥性。為此，Yao 等人設(shè)計(jì)了一種 MMP 響應(yīng)性超分子納米顆粒 (MMP-S NPs) [170]。它們由金剛烷（Ad）封端的MMP敏感肽（YGRKKKRRQRRR-GPLGVRG-EEEEEEE）和β-CD 前體藥物（β-CD-CE6)。帶負(fù)電荷的EEEEEE肽殼阻止NPs粘附在健康的角膜細(xì)胞上。到達(dá)角膜炎微環(huán)境后，MMP-9蛋白酶切斷肽鏈，EEEEEE肽殼被去除。暴露的陽(yáng)離子肽有效地促進(jìn)了MMP-S NPs的滲透和積累，后者與銅綠假單胞菌假單胞菌細(xì)胞并在很大程度上消除了角膜炎癥。此外，使用小鼠驗(yàn)證了 MMP-S NPs 對(duì)角膜炎的治療效果。通過(guò)使用 660 nm 光原位活化產(chǎn)生 ROS，細(xì)胞膜被破壞，角膜結(jié)構(gòu)基本正�；�。因此，設(shè)計(jì)的 MMP-S NPs 可以作為靶向炎癥細(xì)胞并提高 PDT 抗菌性能的可行抗菌替代品。
PTT 是一種癌癥治療方法，利用激光照射光熱劑 (PTA)，將光轉(zhuǎn)化為熱能，利用高溫殺死癌細(xì)胞[171],PTT療法可以破壞病理組織而不損傷正常組織，具有選擇性強(qiáng)、耐藥性低、副作用小等優(yōu)點(diǎn)，使實(shí)體腫瘤的局部非侵入性治療成為可能[172，173]。
P-糖蛋白（P-gp）的過(guò)度表達(dá)是癌細(xì)胞產(chǎn)生多藥耐藥性（MDR）的主要原因之一，刺激響應(yīng)性納米藥物可以繞過(guò)P-gp并在一定程度上克服MDR。Ding等人利用聚（I-半胱氨酸）偶聯(lián)得到的PNOC制備了一種NIR響應(yīng)性NO釋放肽納米復(fù)合材料PNOC - PDA20-聚（乙氧基亞甲基）[45](PC) 包裹在熱敏 NO 供體 SnO 上，然后將仿生聚多巴胺 (PDA) 包裹在肽膠束周?chē)鶾174]。它能夠?qū)⑽盏慕t外光轉(zhuǎn)化為熱量并釋放NO來(lái)優(yōu)化CT。細(xì)胞內(nèi)高濃度的NO氣體可以促進(jìn)PTT消滅癌細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)溫和PTT、NO氣體療法和CT的協(xié)同作用，提高治療效果。此外，通過(guò)蛋白印跡法測(cè)定不同條件下MCF-30 / ADR細(xì)胞中P-gp的表達(dá)水平，與對(duì)照組相比，經(jīng)PNOC處理的細(xì)胞中P-gp的表達(dá)水平顯著降低，表明釋放的NO氣體可以有效抑制MCF-30 / ADR細(xì)胞中P-gp的表達(dá)并降低MDR。
此外，Sun 等人構(gòu)建了用于 pH/還原響應(yīng)雙峰成像的混合 NPs[175]如圖所示圖 12c、中空介孔硫化銅納米粒子（HCuS）與載有靶向分子肽-藥物偶聯(lián)劑（cRGD-SMCC-DM1，PDC）的熒光標(biāo)記兩親共聚物（fPEDC）偶聯(lián)，形成具有靶向治療作用的納米復(fù)合物（PDC/P@HCuS）。在近紅外光照射下，PDC/P@HCuS表現(xiàn)出優(yōu)異的熒光和光聲成像性能。在pH和氧化還原刺激下，PDC/P@HCuS成功誘導(dǎo)腫瘤部位藥物釋放，實(shí)現(xiàn)腫瘤雙模態(tài)成像和聯(lián)合PTT/CT，在影像輔助癌癥治療中具有廣闊的應(yīng)用前景。
最近，Lin 等設(shè)計(jì)了一種基于黑色素包裹磁性納米顆粒（MMN）的雙pH/光響應(yīng)納米診斷劑，并引入RGD肽、DOX和吲哚菁綠（ICG），用于生物/物理雙靶向治療U87 MG腫瘤（圖 12d)[176]。在外部磁場(chǎng)和RGD的影響下，納米診斷劑在腫瘤部位聚集，增強(qiáng)光聲成像/MRI以及PTT。此外，在NIR光照射以及腫瘤酸性微環(huán)境的影響下，實(shí)現(xiàn)了DOX和ICG的靶向釋放。兩者體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)證明這種雙重刺激響應(yīng)的納米診斷劑可以完全消融U87 MG腫瘤細(xì)胞，并且復(fù)發(fā)率低、生物毒性小，達(dá)到PTT和CT的協(xié)同作用。
5.5 抗菌/抗菌生物材料
隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展，納米藥物在抗菌應(yīng)用方面表現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)，如提高藥物的生物利用度，降低副作用，以及抑制生物膜的形成，降低細(xì)菌耐藥性，ETC。[177]，而刺激響應(yīng)性納米材料則大大提高了殺菌劑的有效性[178]。
細(xì)菌生物膜引起的慢性肺部感染是囊性纖維化 (CF) 患者死亡的主要原因，銅綠假單胞菌是主要的細(xì)菌來(lái)源[179],為了降低細(xì)菌生物膜的耐藥性和更好的藥物滲透性，Gao等設(shè)計(jì)了一種通過(guò)靜電相互作用包覆阿奇霉素（AZM）的簇狀納米粒子（AZM-DA NP）[180]。當(dāng)納米粒子到達(dá)受感染的肺組織時(shí)，它們被酸性微環(huán)境分解，帶正電荷的PAMAM-NPs被釋放，這可以有效改善細(xì)菌生物膜的通透性并增強(qiáng)AZM的內(nèi)化。因此，AZM-DA NPs是一種很有前途的抗生物膜納米平臺(tái)，其抗菌活性優(yōu)于游離AZM，并且能夠減緩細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生。
為了更好地去除生物膜并加速慢性傷口的愈合，Wang 等人設(shè)計(jì)了一種基于八肽的 pH 響應(yīng)型抗菌水凝膠 (IKFQFHFD) [181此外，在水凝膠中添加光熱劑cypate和前膠原成分脯氨酸，形成納米纖維網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)感染組織附近后，水凝膠在酸性環(huán)境下解離出具有抗菌肽（ABP）分子結(jié)構(gòu)的IKFQFHFD，在慢性創(chuàng)面病理環(huán)境下按需釋放負(fù)載的cypate，破壞細(xì)胞外聚合物（EPS），在近紅外（808nm）照射下產(chǎn)生PTT，達(dá)到更好的生物膜去除效果；脯氨酸可促進(jìn)膠原和ECM的形成，促進(jìn)細(xì)胞增殖和血管生成，實(shí)現(xiàn)慢性創(chuàng)面的快速愈合（圖 13a).該方法實(shí)現(xiàn)了抗菌水凝膠、PTT和脯氨酸的協(xié)同作用，在抗菌和加速慢性傷口愈合方面具有巨大的潛力。
PTT 的短抗菌周期可表現(xiàn)出優(yōu)異的廣譜抗菌能力，可有效治療耐多藥 (MDR) 細(xì)菌感染。Du 等人將光熱劑 (cypate) 引入具有明膠酶響應(yīng)的功能化探針中，用于近紅外熒光成像和耐甲氧西林細(xì)菌的局部 PTT金黃色葡萄球菌（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)感染（圖 13b)[182]。納米探針（命名為AUNS-APT-Cy）以七肽CPLGVRG-Cy復(fù)合物的光熱金納米星（AuNS）為中心，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌可識(shí)別的適體（APT）。ATP 使納米探針能夠靶向到達(dá)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌感染的微環(huán)境，在明膠酶存在下，Cy 憑借其光熱效應(yīng)和近紅外特性會(huì)裂解肽 CPLGVRG 并開(kāi)啟近紅外熒光成像原位因此，設(shè)計(jì)的納米探針可以靶向聚集在耐甲氧西林金黃色葡萄球菌感染部位，從而減少了對(duì)健康組織的熱損傷，并實(shí)現(xiàn)了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌- 特定治療和局部 PTT。
基于ABPs良好的生物相容性和光譜抗菌性能，以及PDA的光熱活性，Andoy等人設(shè)計(jì)了一種基于PDANPs和ABP（CWR11）的抗菌劑，通過(guò)多種協(xié)調(diào)機(jī)制靶向殺死細(xì)菌[183]。當(dāng)NIR激光刺激到達(dá)細(xì)菌位置時(shí)，PDANP-CWR11納米系統(tǒng)局部加熱殺死細(xì)菌，并通過(guò)降低細(xì)菌失活的臨界溫度來(lái)減少對(duì)周?chē)】到M織細(xì)胞的不利影響。此外，形態(tài)學(xué)結(jié)果表明PDANP-CWR11納米系統(tǒng)表現(xiàn)出特異性靶向破壞細(xì)菌外膜機(jī)械完整性的優(yōu)異特性大腸桿菌。
5.6 傷口愈合
總體而言，傷口愈合是一個(gè)復(fù)雜的長(zhǎng)期生物過(guò)程，其特征包括止血、炎癥、增殖和組織重塑等多個(gè)階段。[67]慢性傷口若得不到及時(shí)治療，致殘率較高，嚴(yán)重者甚至?xí)䦟?dǎo)致患者死亡[184]具有高生物相容性的SRPN具有自組裝能力，可根據(jù)生理環(huán)境改變結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傷口愈合不同階段的功能化控制，有利于傷口治療。
糖尿病傷口由于過(guò)度的氧化應(yīng)激和持續(xù)的炎癥而難以愈合。為了促進(jìn)糖尿病傷口愈合和皮膚再生，Shi等制備了一種能夠?qū)⒀趸瘋谖h(huán)境轉(zhuǎn)化為再生微環(huán)境的膠束（P311@PEPS）[185].P311@PEPS 是基于 P311 肽和 PEG-block-聚（丙烯硫化物）（PEPS）的自組裝而合成的，它對(duì) ROS 具有響應(yīng)性。過(guò)量的細(xì)胞內(nèi) ROS 刺激 P311 肽從該膠束中持續(xù)釋放，從而減弱炎癥反應(yīng)并加速表皮細(xì)胞遷移。本研究為傷口愈合提供了一種簡(jiǎn)單有效的 ROS 響應(yīng) SRPN 系統(tǒng)。
在另一項(xiàng)工作中，Wang 等人開(kāi)發(fā)了一種可注射的 ABP 水凝膠（稱為 FHE），它具有自修復(fù)和熱敏性（圖 14a)[186]。FHE由肽（ε-聚-l-賴氨酸，EPL）、氧化透明質(zhì)酸鈉（OHA）和Pluronic F127（F127）反應(yīng)而成，在37°C下凝膠形成，可用于遞送生物活性外泌體。脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體（AMSCs-exo）通過(guò)與EPL的靜電相互作用被裝載到水凝膠中。在弱酸性環(huán)境下，席夫堿鍵斷裂，外泌體被釋放。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)表明，與單獨(dú)使用FHE或外泌體相比，F(xiàn)HE@exo水凝膠加速了細(xì)胞增殖和遷移，促進(jìn)了血管生成，并表現(xiàn)出強(qiáng)大的皮膚再生能力。本研究為控釋外泌體和響應(yīng)性水凝膠在慢性傷口協(xié)同修復(fù)中的應(yīng)用提供了新思路。
在另一篇報(bào)道中，Suo 等人設(shè)計(jì)了一種基于 HA 的 AMP 水凝膠[188該水凝膠通過(guò)AMP交聯(lián)（序列：KK（SLKL）3KK)，它在酸性刺激下觸發(fā) AMP 的釋放，用于治療慢性傷口感染（圖 14c). 所制備的 AMP-HA 混合水凝膠具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，并且在體內(nèi)和體外.這項(xiàng)研究為功能性傷口敷料的開(kāi)發(fā)開(kāi)辟了選擇。
合適的免疫調(diào)節(jié)生物材料在組織修復(fù)中起著至關(guān)重要的作用。為了動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的免疫功能，Wang 等人設(shè)計(jì)了一種基于 HA 的光響應(yīng)性水凝膠納米復(fù)合材料，其中丙烯酸酯化的 HA (HA-AC) 大分子鏈用于通過(guò)與 MMP 交聯(lián)肽 (GCRDVPMSMRGGDRCG) 交聯(lián)將巨噬細(xì)胞封裝在基于 HA 的 ECM 中[189]。在紫外光照射下，實(shí)現(xiàn)了RGD肽與HA-AC的偶聯(lián)。光控RGD偶聯(lián)激活巨噬細(xì)胞αvβ3整合素，進(jìn)一步增強(qiáng)抗炎巨噬細(xì)胞的極化。本研究提出了一種通過(guò)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞來(lái)促進(jìn)組織修復(fù)的可控途徑。
5.7 傷口敷料
傷口敷料用于覆蓋傷口，作為防止外部感染的物理屏障[190，191]傳統(tǒng)的傷口敷料如棉紗布、繃帶等具有經(jīng)濟(jì)、易操作的優(yōu)點(diǎn)，但腫瘤細(xì)胞和組織容易粘附于其上，頻繁更換容易給患者造成繼發(fā)性創(chuàng)傷和疼痛[192，193]新型SRPN能夠?qū)Σ煌碳ぷ鞒龇磻?yīng)并發(fā)生改變，作為傷口敷料表現(xiàn)出良好的生物相容性和可降解性，與某些功能化試劑結(jié)合可適用于不同傷口敷料，加速傷口愈合。
理想的傷口敷料應(yīng)具有良好的細(xì)胞相容性和抗菌性能。Rezaei 等人通過(guò)加載不同濃度的 AMP（稱為 AMP-TCTS）合成了熱敏、抗菌的 CS 水凝膠[194]。所形成的水凝膠在37℃下凝膠時(shí)間為15分鐘，可作為人體抗菌傷口敷料使用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含有16μg/mL AMP的AMP-TCTS水凝膠對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菌株和耐藥菌株均表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌活性鮑曼不動(dòng)桿菌.這種水凝膠具有作為抗耐藥細(xì)菌傷口敷料的巨大潛力。
近年來(lái)，具有 pH 依賴性膨脹行為的 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 (AMPSA) 已用于傷口敷料。Malik 及其同事設(shè)計(jì)了一種基于聚天冬氨酸和 AMPSA 的高吸水性水凝膠，具有葡萄糖和 pH 敏感特性 [195]。聚天冬氨酸和AMPSA賦予水凝膠較高的吸水性能，在酸性和堿性環(huán)境中均能迅速吸收和膨脹。因此，在傷口感染的環(huán)境下，水凝膠作為傷口敷料吸收更多的細(xì)菌滲出物。此外，在皮膚愈合治療中，水凝膠對(duì)GHK-Cu肽的包封率高達(dá)72.8%，24小時(shí)釋放率為88.46%。這是一種治療皮膚傷口和糖尿病的有效傷口敷料。
此外，吳等人制備了一種可生物降解、pH 敏感的肽基水凝膠，其中負(fù)載了三氯生，用于抗菌傷口敷料[196]。與傳統(tǒng)的可生物降解水凝膠相比，這種pH依賴性膨脹肽基水凝膠在藥物釋放和傷口敷料應(yīng)用方面表現(xiàn)出巨大的潛力。
在另一份報(bào)告中，Wang 等人開(kāi)發(fā)了一種具有抗菌和過(guò)量 ROS 清除能力的水凝膠[197]水凝膠由深度學(xué)習(xí)-二硫蘇糖醇、聚乙二醇二丙烯酸酯 (PEGDA) 和苯基硼酸修飾的 ε-聚賴氨酸 (EPL-PBA)，逐一混合，然后用藍(lán)光照射，生成水凝膠原位。EPL-PBA的加入使水凝膠具有更好的吸水性和抗菌性能。此外，水凝膠可以對(duì)過(guò)量的ROS作出反應(yīng)。作為糖尿病慢性傷口敷料，該水凝膠不僅表現(xiàn)出良好的生物相容性和優(yōu)異的抗菌性能，而且還通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥和膠原蛋白沉積來(lái)促進(jìn)傷口愈合。
在以上章節(jié)中，我們介紹了一些將 SRPN 用于各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的案例。很明顯，用不同的功能成分對(duì)肽納米材料進(jìn)行功能化增強(qiáng)了材料的刺激響應(yīng)特性，并促進(jìn)了它們與刺激響應(yīng)相關(guān)的廣泛應(yīng)用。為了更清楚起見(jiàn)，我們提供了一個(gè)表格（表 3) 來(lái)總結(jié) SRPN 在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的這些細(xì)節(jié)。
目前，全球已有 80 多種多肽藥物上市，約 150 種多肽藥物處于臨床開(kāi)發(fā)階段，數(shù)百種多肽藥物處于臨床前研究階段。值得注意的是，第一個(gè)獲批用于臨床基因治療的是基于 p53 的 [198報(bào)道稱，超過(guò)一半的癌癥患者都是由于p53致癌基因突變或功能障礙引起的，因此調(diào)控和替換異常的p53基因是治療癌細(xì)胞的有效方法[199陳等人利用二硫鍵交聯(lián) CPP (CR8C) 和 C-KLA (TPP) 合成雙功能肽 (xPolyR8-KLA(TPP)) 可有效濃縮 p53 基因，以便裝載和遞送[200]. xPolyR8-KLA(TPP)/p53復(fù)合物內(nèi)化，二硫鍵斷裂，釋放出C-KLA(TPP)和p53基因，通過(guò)C-KLA(TPP)和p53基因通路誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡，xPolyR培養(yǎng)細(xì)胞凋亡和壞死率8與用其他載體培養(yǎng)的細(xì)胞相比，-KLA(TPP)/p53 約為 45.5%。
然而，在肽納米藥物用于人體之前，需要進(jìn)行大量的臨床試驗(yàn)，以測(cè)試人體對(duì)藥物的耐受性以及藥物的實(shí)際效果。目前已有超過(guò) 2000 項(xiàng)基于治療性肽的臨床試驗(yàn)。例如，BLP25 脂肽（STAPPAHGVTSAPDTRPAPGSTAPP）疫苗是 MUC1 特異性的，L-BLP25 癌癥疫苗已在 III 期試驗(yàn)中評(píng)估用于治療不可切除的 III 期非小細(xì)胞肺癌[76. 細(xì)胞穿透肽 (CPP, D-JNKI-1) 用于阻斷 jun-N 末端蛋白激酶 (JNK) 通路已被證明是一種有效的預(yù)防和治療急性耳蝸損傷的方法。在 Meyer 等人的報(bào)告中提到的臨床試驗(yàn)中，用 D-JNKI-1 治療的嚴(yán)重急性聽(tīng)力損失患者具有顯著的治療效果。[201]在臨床實(shí)踐中，靶向肽與化療藥物和特異性蛋白質(zhì)的偶聯(lián)得到了迅速發(fā)展。Mahalingam 等人開(kāi)發(fā)了一種靶向前藥 (Mipsagargin)，由前列腺特異性膜抗原特異的肽底物和 12ADT 與 TG 組成[202]對(duì)米沙金進(jìn)行了安全性評(píng)價(jià)，并探索了以甘油三酸酯為靶點(diǎn)的治療晚期實(shí)體瘤的臨床試驗(yàn)，結(jié)果顯示米沙金具有良好的耐受性和優(yōu)異的抗腫瘤活性，在肝細(xì)胞癌的治療中顯示出顯著的療效。
綜上所述，目前已開(kāi)發(fā)出多種基于肽的納米藥物，并在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)中取得了優(yōu)異的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。體外目前，多肽藥物的研究還在進(jìn)行中，部分多肽藥物已獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的批準(zhǔn)，多肽作為治療藥物受到廣泛關(guān)注。為了更好地將多肽藥物應(yīng)用于實(shí)踐，還需要深入探究臨床使用過(guò)程中可能遇到的諸多問(wèn)題，因此，開(kāi)發(fā)具有高效臨床療效的多肽納米藥物還有很長(zhǎng)的路要走。
7 結(jié)論和觀點(diǎn)
綜上所述，本文綜述了近年來(lái)刺激響應(yīng)肽在分子水平設(shè)計(jì)和控制合成方面的研究進(jìn)展，并對(duì)SRPN的功能調(diào)控進(jìn)行了詳細(xì)討論。氨基酸的不同排列方式為多肽設(shè)計(jì)提供了多樣性，同時(shí)，豐富的氨基酸側(cè)鏈為多肽與其他材料的結(jié)合提供了基礎(chǔ)。內(nèi)外環(huán)境的刺激可以引發(fā)多肽不同的結(jié)構(gòu)和行為，使得合成不同尺寸、具有特定刺激響應(yīng)的SSRPN、DSRPN和MSRPN成為可能。此外，為了拓寬SRPN的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，可以利用金屬、核酸、多糖、PS等物質(zhì)對(duì)SAP納米材料進(jìn)行特殊的功能剪裁，以及其他物質(zhì)與肽的偶聯(lián)。鑒于SAP納米材料的功能可調(diào)性，它們?cè)谒幬镙斔汀⑸锍上�、基因治療、光療、抗菌藥物以及傷口愈合和敷料等領(lǐng)域顯示出良好的應(yīng)用前景。
雖然近年來(lái) SRPN 的設(shè)計(jì)制備及其功能調(diào)控得到了廣泛的討論和發(fā)展，但它們?cè)谏镝t(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)。這里我們想給出一些建議。首先，從合成方法學(xué)的角度來(lái)看，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、綠色、可控的 PSA 平臺(tái)對(duì)于功能化 SRPN 的制備尤為重要。其次，雖然多肽具有良好的生物相容性，但對(duì)于體內(nèi)在實(shí)際應(yīng)用中，由于生理環(huán)境復(fù)雜，多肽需要其他化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行修飾，因此，SRPN 的生物相容性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。體內(nèi)需要進(jìn)行長(zhǎng)期評(píng)估和測(cè)試。第三，盡管肽的細(xì)胞毒性較低，但與肽偶聯(lián)的化學(xué)物質(zhì)可能會(huì)對(duì)正常組織和細(xì)胞的存活產(chǎn)生影響。因此，設(shè)計(jì)SRPN仍需要進(jìn)一步研究其生物降解和降解產(chǎn)物的毒性，以確保其在人體內(nèi)具有穩(wěn)定的安全性。第四，需要加強(qiáng)對(duì)癌細(xì)胞中PSA行為的探索，這將有利于深入了解SRPN在特定環(huán)境中的智能轉(zhuǎn)化體內(nèi)第五，現(xiàn)階段PSA過(guò)程實(shí)時(shí)反饋的方法和技術(shù)已經(jīng)成熟體內(nèi)并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)癌癥治療仍缺乏。SRPNs通過(guò)共價(jià)和非共價(jià)方式載藥。為了促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)化和腫瘤部位積累，需要?jiǎng)?chuàng)造更多的活性位點(diǎn)并增強(qiáng)SRPNs的靶向能力。最后，由于TME的復(fù)雜性，必須開(kāi)發(fā)更具體的刺激響應(yīng)機(jī)制來(lái)提高SRPNs的安全性和治療效率，以實(shí)現(xiàn)有效的臨床癌癥治療。
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