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如何利用 CPPs 輕鬆送達 DNA 到細胞內？最有效的方法揭曉！
在生物醫學領域，DNA的傳遞至關重要，尤其是在基因治療和疫苗開發中。細胞穿透肽（CPPs）以其獨特的能力，為改善DNA的細胞內傳遞提供了一種創新的解決方案。這些短小的肽片段能夠攜帶各種分子，包括納米顆粒、小型化合物及大分子DNA進入細胞，並開始改變傳遞工具的遊戲規則。
Cell-penetrating peptides (CPPs) are short peptides that facilitate cellular intake and uptake of molecules ranging from nanosize particles to small chemical compounds to large fragments of DNA.
CPP的運作原理主要依賴與所攜帶的貨物（如DNA）通過化學鏈接或者非共價相互作用進行連結。這一過程通常是通過內吞作用將貨物引入細胞，為科研和醫藥的應用開啟了新的可能性。然而，現階段CPP在細胞特異性和其內吞機制方面的理解仍然不足，限制了其廣泛應用。
CPP的傳遞機制
雖然細胞穿透肽的結構和功能各不相同，但它們都能超越細胞膜，將分子貨物送入細胞內。當前，關於CPP的上膜移動機制尚無共識，大體上可劃分為三種方式：
- 直接穿透細胞膜
- 內吞作用
- 透過形成暫時結構的轉運
直接穿透
早期的研究認為，聚陽離子CPP通過能源獨立過程跨越生物膜。研究者不停探討生物物理機制，企圖解開這一過程的奧秘。隨著技術的發展，內吞作用被重新提出並視為重要的CPP轉運路徑之一。
內吞作用
另一種轉運途徑是內吞作用，細胞膜向內摺疊以吸納外部物質。研究顯示，這一過程是能量依賴性的，並牽涉到多種受體介導的機制。根據最近的研究，類似TAT的CPP在細胞吸收過程中常透過巨內吞作用進行內化。
透過形成暫時結構的轉運
有鑑於傳透方式的多樣性，近期對這一機制的研究也逐漸增多。部分研究者將CPP的轉運視為一種倒置微胞的形成過程，其內部極性部分與細胞膜中負電磷脂質相結合，從而促進了透過膜的運輸。
CPP在DNA送遞中的應用
隨著對CPP的理解逐漸深入，這類肽在核酸傳遞方面的應用逐漸浮出水面。CPP可以有效地攜帶像siRNA、反義寡核苷酸、解毒DNA和質粒等大型核酸分子進入細胞，為基因療法提供了助力。
Nucleic acid-based macromolecules such as siRNA, antisense oligonucleotide, decoy DNA, and plasmid are promising biological and pharmacological therapeutics in regulation of gene expression.
特別是短干擾RNA（siRNA）在靶向特定疾病基因表達方面，展現出強大的潛力。然而，由於siRNA的高分子量和負電荷，導致其在細胞內的傳遞效率較低。因此，CPP策略便應運而生，通過共價或非共價鏈接等方式，顯著改善了siRNA的細胞攝取率。
新型核酸遞送系統的設計
傳統的共價鏈接方式在保護siRNA分子方面效果不佳，為此，研究者們探索了非共價策略進行優化。例如，基於芳香色氨酸和精氨酸殘基設計的CADY肽能夠與siRNA成鍵形成穩定的複合物，有效保護該分子不會被降解。
未來的展望
分析當前的研究進展，CPP以其多樣的功能和優越的分子遞送能力，在生物醫學研究中的潛力不容小覷。雖然面臨著機制不明的挑戰，但不斷創新的設計和調整可以使CPP在基因治療領域大放異彩。
CPP strategies have been developed to deliver antisense oligomers such as PNA and PMO into cells.
隨著科學家的不懈努力，未來也許可以通過進一步了悟這些肽的作用機制，來突破現行的生物治療瓶頸。這些進展將如何影響我們對DNA及其他生物分子的傳遞思維呢？
