作者:Chu Y et al.
发表日期:2021年3月
发表期刊:Soft Materials


研究背景

近几十年来,包括脂质体在内的纳米医学载体取得了长足的进步。然而,纳米载体仍面临着相当大的挑战。纳米药物的环境是相对复杂的生理环境。一旦被注射到生物介质中,纳米药物会被大量的生物分子迅速包围,形成生物冠 (corona)。而它已被证实可以影响纳米药物在体内的行为,包括许多方面,例如靶向能力、半衰期、药物的释放、生物分布和免疫原性等等。所以,破译蛋白冠的结构和功能特征成为关键,基础研究可以帮助我们完成对纳米载体从头设计和精准用药的任务。

在此之前,离心是最常用的研究蛋白冠的方法之一。具体来说,通过高速离心 (通常在 12 000-14 000 × g 离心 15-30 分钟) 收集纳米药物-蛋白质复合物,然后再经过几轮缓冲液洗涤以去除未结合的蛋白质。然而,由于囊泡状纳米载体 (如脂质体) 的含量极低,离心很难得到。并且蛋白质、细胞骨架蛋白、高密度囊泡和具有高分子量的超分子很容易污染蛋白冠。而如果清洗不彻底,高丰度的蛋白质可能被误认为是蛋白冠的一部分。如果清洗过于剧烈,一些蛋白冠上松散结合的蛋白质会丢失。

所以,在本研究中,作者针对脂质体开发了一种新的纯化蛋白冠的方法。使用PEG的抗体 (PEG-scFv) 作为配基来亲和性地吸附脂质体,从而将完整的蛋白冠分离出来。分离纯化方法更加温和,特异性也得到提高。

实验方法

作者在第一步中,使用薄膜分散法制备脂质膜:将一定质量的 PEG-PCL 共聚物样品置于玻璃容量瓶中并以 0.03% (m/v) 溶解在氯仿中。 有机溶剂会通过旋转蒸发仪挥发在瓶底形成一个薄薄的脂质膜,然后进行真空干燥3 小时以除去痕量的氯仿。随后,通过原核表达系统 E.coli重组表达抗体片段PEG-scFv。由于具有His标签,细菌破碎上清使用Ni-NTA亲和层析进行抗体的捕获。

为了捕获分离体外脂质体,作者将脂质体分别与PEG-scFv、小鼠血浆体外37℃孵育1h。然后,使用Ni-NTA填料-重力柱纯化具有蛋白冠的脂质体。而对于体内脂质体的捕获分离,作者将注射了脂质体小鼠的血浆与PEG-scFv孵育,然后,使用Ni-NTA填料-重力柱纯化具有蛋白冠的脂质体。最后,作者使用多种检测手段对脂质体进行表征,包括,LC-MS/MS、SDS-PAGE等等。

产品信息

类别 货号 产品名称 规格
填料 17371201 Ni Sepharose excel 25 ml
空柱 28988937 Column XK 16/20 16/20

Reference
Chu Y, Tang W, Zhang Z, et al. Deciphering protein corona by scFv-based affinity chromatography. Nano letters, 2021, 21(5): 2124-2131.