穿膜肽運載量子點等大分子進(jìn)入細(xì)胞核

轉(zhuǎn)運大分子進(jìn)入核膜的能力，對于真核細(xì)胞功能是必需的。將分子成像探針或治療試劑有效遞送入細(xì)胞核，對于發(fā)展新的疾病診斷方法和治療策略具有重要意義。在傳統(tǒng)的細(xì)胞核轉(zhuǎn)運中，需要轉(zhuǎn)運分子具有核定位信號（Nuclear localization signal, NLS），同時需要胞漿因子（如importins、karyopherin等）和ATP的存在。美國喬治亞理工學(xué)院和埃默里大學(xué)的Gang Bao課題組發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞穿膜肽——HIV-1 Tat蛋白的一段11個氨基酸組成的多肽（Tat peptide），可以運載大分子物質(zhì)（包括量子點和90nm粒徑的熒光微球）通過細(xì)胞漿膜和細(xì)胞核膜；分子機(jī)制研究顯示，穿膜肽以不同于NLS的方式進(jìn)入細(xì)胞核，不依賴胞漿因子和ATP的存在。

Nitin等合成Tat peptide，并在其羧基末端進(jìn)行了生物素修飾，進(jìn)而與鏈霉親和素偶聯(lián)的量子點反應(yīng)，通過生物素-親和素的結(jié)合而完成量子點對穿膜肽的標(biāo)記（圖1）。在進(jìn)行細(xì)胞核攝取穿膜肽的分子機(jī)制研究中，傳統(tǒng)有機(jī)熒光染料發(fā)生光漂白，無法進(jìn)行動力學(xué)分析。而量子點沒有光漂白，可結(jié)合激光共聚焦成像，生成不同時間點的熒光圖像，進(jìn)行動力學(xué)分析。結(jié)果顯示，量子點標(biāo)記穿膜肽的濃度比NLS多肽低1000倍，其動力學(xué)速率常數(shù)更高。該項研究對于發(fā)展遞送大分子或納米顆粒進(jìn)入細(xì)胞核的新技術(shù)具有重要意義。

圖1 有機(jī)染料（a）、熒光微球（b）及量子點（c）的穿膜肽標(biāo)記模式圖。

圖2量子點標(biāo)記的穿膜肽進(jìn)入細(xì)胞核的激光共聚焦圖片。

文獻(xiàn)來源：

Nitin N, LaConte L, Rhee WJ, Bao G. Tat peptide is capable of importing large nanoparticles across nuclear membrane in digitonin permeabilized cells. Ann Biomed Eng. 2009;37(10):2018-27.