【摘 要】
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多聚物在生命活动中扮演着十分重要的角色。对于多聚物来说,无论其单体是否具有生物活性,当其在纳米水平上与细胞结合时,都有可能会发挥特定的生物学效应。多聚物与细胞间的
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多聚物在生命活动中扮演着十分重要的角色。对于多聚物来说,无论其单体是否具有生物活性,当其在纳米水平上与细胞结合时,都有可能会发挥特定的生物学效应。多聚物与细胞间的相互作用是一个精密复杂的过程,其中多价配体和受体的结合方式可特异性激活细胞内的生物信号通路,引起独特的生物学响应,通过这一方式人为调控多聚物与细胞的结合所介导的细胞应答是一项很有挑战性和重要纳米生物医学应用前景的工作。重金属离子在生物体内累积到一定程度后,会损害胞内蛋白、核酸等功能分子,导致细胞和机体病变。但由于生命早期进化的环境中没有现代工业引起的高重金属离子的情况,细胞并没有特异性的响应机制来感应胞外环境中的重金属离子并做出防御反应。本文以镍离子(Ni2+)为例,以其螯合作用为基础,设计具有与Ni1+配位结合的化学基团的多价配体:组氨酸(His)修饰的透明质酸(HA)。与Ni2+螯合的组氨酸修饰的透明质酸(以下简称:His-HA)形成一定大小的纳米颗粒,在细胞表面通过与受体蛋白CD44结合,影响CD44在细胞表面的聚集状态,进而介导细胞的应答。我们通过ELISA检测相关细胞因子的表达水平发现:与单独的Ni2+刺激相比较,小鼠的原代腹腔巨噬细胞在Ni2+螯合形成的His-HA纳米颗粒的作用下可以分泌高于10倍的肿瘤坏死因了-α(TNF-α)。同时我们也通过透射电镜验证了在Ni2+螯合作用下His-HA可以形成一定大小的纳米颗粒,通过免疫荧光试验验证了 CD44的聚集,通过Luciferase实验在基因水平验证了细胞对His-HA纳米颗粒的响应。以上结果表明我们可以通过纳米多聚物His-HA介导CD44聚集,来实现细胞对Ni2+的特异性生物响应。
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