多肽促人表皮生长因子透皮输运机理及其应用研究
本文选题:透皮多肽 切入点:表皮生长因子 出处:《中国科学技术大学》2015年博士论文
【摘要】:皮肤为全身给药提供了方便的界面,然而由于角质层形成的皮肤屏障,绝大部分蛋白质类亲水性药物分子通常很难透过皮肤。生物来源的多肽,比如TD1和SPACE,已经被证明能够通过局部混合给药方式促进多种生物大分子经皮渗透,但目前多肽增强大分子药物透皮机理尚未完全清楚。本研究中,我们进一步拓展了多肽的应用并研究了多肽促透机制。本文工作对研发新型透皮肽以提高蛋白类药物经皮给药效率具有重要的理论和应用意义。 首先,我们基于TD1设计了一个新的透皮药物,即人表皮生长因子(hEGF)与透皮肽TD1的融合蛋白:TD1-hEGF。研究表明TD1-hEGF不仅具有和天然hEGF相同的生物学活性,还拥有相当强的透皮能力,并且比TD1和hEGF混合透皮给药效率更高。将TD1-hEGF联合抗菌药物用于治疗念珠菌性阴道炎,不仅可以有效提高抗菌药的治疗效果,同时还能有效修复阴道外层粘膜。 其次,我们发现了TD1-hEGF的促透过程具有能量依赖性。研究结果显示,TD1-hEGF的透皮活性会被能量抑制剂和温度所降低,而三磷酸腺苷(ATP)能更有效促进TD1-hEGF的透皮,并表现浓度依赖性。这种能量依赖性在人类皮肤上也得到了验证。此外,我们还建立了一个简单的数学模型模拟了TD1参与的hEGF透皮运输过程。 第三,我们发现了钠钾ATP酶β亚基(ATP1B1)在TD1介导的药物透皮过程中具有重要作用。通过酵母双杂交系统和免疫共沉淀实验,我们筛选并确认了在酵母和哺乳动物细胞中ATP1B1的C端和TD1具有特异的亲和能力。研究显示TD1和ATP1B1的相互作用不仅影响了ATP1B1的表达,同时还影响了其在细胞中的定位。这种相互作用会被外源竞争物或ATP1B1抑制剂所抵抗,从而减弱大分子药物的透皮。 最后,我们研究了将SPACE和hEGF的融合蛋白用于携带siRNA经皮靶向诱导皮肤黑色素瘤细胞凋亡。通过体外实验已证明SPACE-hEGF具有透皮和穿细胞功能,还能够通过hEGF高效靶向到EGFR过表达的黑色素瘤细胞上,SPACE-hEGF装载了GAPDH和c-Myc siRNA后有效降低了相关基因的转录水平,并诱导了黑色素细胞凋亡的产生。
[Abstract]:Skin provides a convenient interface for systemic drug delivery. However, because of the skin barrier formed by the cuticle, it is usually difficult for most protein hydrophilic drug molecules to penetrate the skin.Biologically derived peptides, such as TD1 and spa, have been shown to be able to promote the transdermal permeation of many biological macromolecules through local administration. However, the mechanism of polypeptides enhancing the transdermal penetration of macromolecular drugs has not been fully understood.In this study, we further expanded the application of polypeptides and studied the mechanism of polypeptide penetration.This work has important theoretical and practical significance for the development of new transdermal peptides to improve the transdermal delivery efficiency of protein drugs.Firstly, we designed a new transdermal drug based on TD1, the fusion protein of human epidermal growth factor hEGFand transdermal peptide TD1: TD1-hEGF.The results showed that TD1-hEGF not only had the same biological activity as natural hEGF, but also had strong transdermal ability, and had higher transdermal delivery efficiency than TD1 and hEGF.The use of TD1-hEGF combined with antibiotics in the treatment of Candida vaginitis can not only effectively improve the therapeutic effect of antibiotics, but also effectively repair the outer mucosa of vagina.Secondly, we found that the permeation process of TD1-hEGF is energy dependent.The results showed that the transdermal activity of TD1-hEGF was decreased by energy inhibitor and temperature, while adenosine triphosphate (ATP) was more effective in promoting the transdermal permeability of TD1-hEGF in a concentration-dependent manner.This energy dependence has also been demonstrated in human skin.In addition, a simple mathematical model is established to simulate the hEGF transdermal transport process in which TD1 is involved.Thirdly, we found that ATP-1B1 of sodium and potassium ATP enzyme 尾 subunit plays an important role in TD1 mediated drug transdermal process.By yeast two-hybrid system and co-immunoprecipitation, we have screened and confirmed the specific affinity between C-terminal and TD1 of ATP1B1 in yeast and mammalian cells.The results showed that the interaction of TD1 and ATP1B1 not only affected the expression of ATP1B1, but also affected its localization in cells.This interaction is resisted by exogenous competition or ATP1B1 inhibitors, which weakens the transdermal penetration of macromolecular drugs.Finally, we studied the application of SPACE and hEGF fusion protein to induce apoptosis of skin melanoma cells by transcutaneous targeting with siRNA.It has been proved by in vitro experiments that SPACE-hEGF has transdermal and transdermal functions, and can efficiently target to EGFR over-expressed melanoma cells by hEGF. SPACE-hEGF can effectively reduce the transcription level of related genes by loading GAPDH and c-Myc siRNA into melanoma cells.The apoptosis of melanocytes was induced.
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:R943
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 王琪;朱延明;王冬冬;;酵母单杂交系统在植物基因工程研究中的应用[J];北京林业大学学报;2008年01期
2 王维亭;郝春华;赵专友;汤立达;;新型抗凝药物研发进展[J];现代药物与临床;2011年01期
3 张翼;齐暑华;段国晨;吴新明;;压敏胶研究进展[J];中国胶粘剂;2010年08期
4 杜丽娜;金义光;;经皮给药系统研究进展[J];国际药学研究杂志;2013年04期
5 肖玲玲;张雪峰;王欣煜;;晚发型母乳性黄疸患儿停母乳前后表皮生长因子的变化研究[J];中国当代儿科杂志;2013年12期
6 梁英;;抗菌肽的来源及应用[J];动物营养学报;2014年01期
7 许颂华;魏建恩;连秀丽;杜娟;陈俊明;初晨凤;王世鄂;;雌激素受体抑制剂对小鼠囊胚形成的影响[J];解剖学研究;2014年01期
8 马冠男;喻芳邻;张慧;李志平;梅兴国;;羟基红花黄色素A的药代动力学及生物药剂学研究进展[J];国际药学研究杂志;2014年02期
9 张锡奇;Xiao-yong Zhang;Bin Yang;危岩;;Facile Fabrication of Aggregation-induced Emission Based Red Fluorescent Organic Nanoparticles for Cell Imaging[J];Chinese Journal of Polymer Science;2014年07期
10 张朵朵;吴艳丽;鞠大宏;刘梅洁;郝保华;;微针在经皮给药领域中的应用研究进展[J];中华中医药杂志;2014年08期
相关会议论文 前2条
1 杨冰;杜守颖;陆洋;YANKe Cheng;;药物的微针经皮给药系统研究进展[A];“好医生杯”中药制剂创新与发展论坛论文集(下)[C];2013年
2 王美玲;黄平;梁媛媛;苑旺;郭鑫;许佳捷;崔黎丽;江键;;正极性驻极体对胰岛素降糖效果影响的动物实验研究[A];中国物理学会第十九届全国静电学术会议论文集[C];2014年
相关博士学位论文 前10条
1 谢建刚;抗高血压药物合成及其电纺载药纳米纤维膜的制备研究[D];东华大学;2011年
2 刘新军;设计、合成、表征分子探针用以研究2-酮戊二酸的信号作用和构效关系[D];武汉大学;2009年
3 吴石林;球冠钹型换能器建模、仿真及优化设计研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 史俊;石杉碱甲-磷酸川芎嗪复方干预阿尔茨海默症的研究[D];华东理工大学;2012年
5 吴保平;人源性大肠癌自然致敏噬菌体Fab抗体库的构建与筛选[D];第一军医大学;2001年
6 鲁宁;应用酵母双杂交和酵母三杂交系统研究G蛋白信号传导通路中的相关蛋白因子[D];中国协和医科大学;2002年
7 刘金戈;八棱海棠和水稻抗逆相关转录因子的克隆及功能鉴定[D];南京农业大学;2007年
8 沈媛媛;噬菌体展示技术在透皮给药与新型纳米材料中的应用[D];中国科学技术大学;2009年
9 陈华兵;促进药物透皮和皮肤靶向的纳米载药系统研究[D];华中科技大学;2008年
10 戴怡龄;红豆杉中与异戊二烯代谢途径相关的AP2类转录调控因子的克隆与功能研究[D];复旦大学;2008年
相关硕士学位论文 前10条
1 宋辉;结核分枝杆菌旋转酶B亚基与DNA相互作用研究[D];华中农业大学;2010年
2 侯佩莉;酵母双杂交筛选流感病毒PB1-F2蛋白相互作用的宿主蛋白[D];吉林农业大学;2011年
3 张菁;miR-15a对流感病毒诱导细胞凋亡机制研究[D];湖南农业大学;2011年
4 卢普忠;鲫鱼PKR-like(PKZ)Zα能将含GC片段的B-DNA翻转为Z-DNA[D];南昌大学;2011年
5 刘同坤;组织液透皮抽取中若干关键技术的研究[D];天津大学;2010年
6 方彦;溶剂对吡喹酮分子形态及透皮传递的影响[D];华中农业大学;2011年
7 郭秋辉;大豆半胱氨酸蛋白酶基因GmCASc的克隆及初步功能分析[D];南京农业大学;2010年
8 孙玮佳;新型合成水蛭肽Hirulog-s抗动脉血栓和抗弥散性血管内凝血作用的实验研究[D];大连医科大学;2011年
9 洪源;乙型肝炎病毒表面抗原基因启动子ⅠDNA结合蛋白的筛选及SBP1的功能研究 [D];中国人民解放军军医进修学院;2003年
10 曹丽霞;调控小麦抗逆相关基因的转录因子的克隆[D];内蒙古农业大学;2003年
,本文编号:1703971
本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/yiyaoxuelunwen/1703971.html