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为什么 CPPs 的细胞特异性如此令人困惑？探秘其背后的科学原理！
细胞穿透肽（CPPs）是短肽，能够便利细胞对从纳米颗粒到小型化学化合物，再到大型DNA片段等分子的吸收。 CPPs 通常将「货物」与肽结合，这种结合可以通过化学键或非共价相互作用来实现。 CPPs 的主要功能在于将货物传递进入细胞内部，这个过程一般透过内吞作用来实现。
尽管CPPs在医学和研究中展现了巨大的潜力，但其细胞特异性不足和不明确的摄取模式仍然是当前应用中的主要障碍。相关研究指出，CPPs的功效在于它们的氨基酸组成，这些肽通常包含高相对丰度的带正电的氨基酸，如赖氨酸或精氨酸，或是具有极性、带电和非极性、疏水性氨基酸的交替序列。
细胞穿透肽的机制仍未达成共识，可能包括直接穿透、内吞作用以及通过形成瞬时结构的传递方式。
CPPs的细胞摄取机制
尽管CPPs存在不同的尺寸、氨基酸序列和电荷，但它们均具备跨越细胞膜、辅助递送各种货物的能力。传递的具体机制尚在研究中，并且有三种主要的机制被提出来解释障碍穿透；它们分别是
- 直接穿透膜
- 基于内吞作用的进入
- 通过瞬时结构的转运
直接穿透
大量早期研究表明，聚阳离子CPPs通过一种不依赖能量的过程穿越生物膜。这一过程可在较低温度下进行，并且很可能涉及到与带负电磷脂的静电相互作用。虽然对于这种过程的生物物理机制还没有明确的结论，但人们提出了几个模型来解释能量独立过程的可能性。
近期的研究表明，TAT肽类的直接穿透可能涉及与膜的静电相互作用，这一互动会使膜结构受到影响，从而允许肽类穿透。
内吞作用介导的转运
按字面意义，内吞作用是通过细胞膜折叠内凹形成的细胞摄取过程。该过程是能量依赖性的，且涉及聚精氨酸与肝素硫酸的相互作用，促进内吞作用的发生。研究显示，TAT 是通过一种被称为大颗粒内吞作用的形式被内化。此外，有证据表明内吞作用和膜转运可同时发生，特别在某些CPPs中，这为后续的研究提供了更多思考的空间。
通过瞬时结构的转运
第三种受到探讨的转运机制是基于反转微胞的形成。反转微胞产生的复合材料有助于肽保留在亲水环境中，但仍然存在各种分配不对称的疑虑，这一电场会提高微胞的临界值，从而导致生物膜的电穿孔事件发生。
许多研究表明，CPP的传递方式存在多种可能的途径，根据其运输的具体需求，这些机制可能会结合起来，共同影响穿透效率。
CPPs的应用范畴
由于CPPs具有多元的便利性，它们在医疗领域中的应用越来越广泛，包括核酸递送、蛋白质递送及对比剂运输等。
核酸递送
基于核酸的生物和药理疗法如siRNA、反义寡核苷酸和重组质粒被认为是有希望的治疗选择。 CPP在核酸递送上显示出良好的潜力，能有效克服由于其大分子及负电荷带来的传递障碍。
实际案例表明，使用非共价策略， CPPs如MPG和Pep-1能够高效递送RNA及同时保持其生物活性。
蛋白质递送
最近研究指出，使用CPP作为载体向细胞内递送全长生物活性蛋白的技术逐渐成熟。 TAT和其他聚精氨酸系统证明了其对蛋白质的有效运输，但仍存在一些问题需要解决。例如，如何平衡递送效率与细胞内的稳定性之间的矛盾。
结论
尽管CPPs在科学和医学的应用上已有显著进展，但其细胞特异性的缺乏及多样的纳入机制仍然令研究人员感到困惑。这些未解决的问题和探索的潜力无疑将激励未来的研究。你认为如何进一步提升CPPs的细胞特异性将有助于提高其在临床上的应用潜力呢？
