本报讯（记者袁一雪）中国科学院杭州医学研究所研究员刘远团队通过自主构建标准化纳米颗粒蛋白冠数据库，系统揭示了纳米颗粒理化性质对蛋白冠组成成分的影响，并阐述了蛋白冠进一步介导细胞摄取、免疫激活等生物学效应的机制。该研究打破长期以来相关数据碎片化、难以预测的瓶颈，为可设计、可预判的纳米药物研发搭建了 核心理论框架。相关成果近日发表于美国《国家科学院院刊》。
蛋白冠是指纳米颗粒进入生理环境后，其表面迅速吸附形成的蛋白质结构。它决定了纳米药物是被细胞吞噬、被免疫系统清除，还是能精准抵达病灶。
科研人员搭建了标准化高质量纳米颗粒蛋白冠数据库（IH-NPC-DB）。数据库收录了42种不同纳米材料，涵盖材料表面电荷、聚乙二醇修饰、形貌和材料组成等关键理化性质。同时，数据库采用统一的实验分析流程，完成了对蛋白冠的监测表征。借助高分辨质谱技术，研究人员共鉴定出4465种蛋白质，由此得到了一套数据深度大、样本丰富且可比较的蛋白冠数据集。
在研究体系上，科研人员开发了无需基因工程化的纳米酶邻近标记技术（NPL），在活细胞内原位解析了纳米颗粒从细胞膜吸附到内体成熟及溶酶体/线粒体归宿的完整细胞内转运图谱。
在疾病检测技术开发方面，科研人员受纳米颗粒富集蛋白冠现象启发，开发了ProteoFish技术，利用纳米颗粒巨大的比表面积突破血清蛋白动态范围限制，高效“钓”出低丰度肿瘤标志蛋白。同时，他们通过构建3种蛋白混合系统，揭示了纳米蛋白冠对超高丰度蛋白的极度耐受性，阐明了ProteoFish提升血液蛋白组学深度的机制。该技术还扩展至组织微环境蛋白质组学以及尿液等无创体液诊断中。
此外，科研人员在ProteoFish平台基础上，将核酸适体筛选与蛋白冠动态演化深度结合，开发了ProteoFish-SELEX技术。这项技术为实现多重标志物、不同癌症的高通量、快速、智能、精准诊断奠定了基础。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1073/pnas.2618716123
