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為什麼 CPPs 的細胞特異性如此令人困惑？探秘其背後的科學原理！
細胞穿透肽（CPPs）是短肽，能夠便利細胞對從納米顆粒到小型化學化合物，再到大型DNA片段等分子的吸收。CPPs 通常將「貨物」與肽結合，這種結合可以通過化學鍵或非共價相互作用來實現。CPPs 的主要功能在於將貨物傳遞進入細胞內部，這個過程一般透過內吞作用來實現。
儘管CPPs在醫學和研究中展現了巨大的潛力，但其細胞特異性不足和不明確的攝取模式仍然是當前應用中的主要障礙。相關研究指出，CPPs的功效在於它們的氨基酸組成，這些肽通常包含高相對豐度的帶正電的氨基酸，如賴氨酸或精氨酸，或是具有極性、帶電和非極性、疏水性氨基酸的交替序列。
細胞穿透肽的機制仍未達成共識，可能包括直接穿透、內吞作用以及通過形成瞬時結構的傳遞方式。
CPPs的細胞攝取機制
儘管CPPs存在不同的尺寸、氨基酸序列和電荷，但它們均具備跨越細胞膜、輔助遞送各種貨物的能力。傳遞的具體機制尚在研究中，並且有三種主要的機制被提出來解釋障礙穿透；它們分別是
- 直接穿透膜
- 基於內吞作用的進入
- 通過瞬時結構的轉運
直接穿透
大量早期研究表明，聚陽離子CPPs通過一種不依賴能量的過程穿越生物膜。這一過程可在較低溫度下進行，並且很可能涉及到與帶負電磷脂的靜電相互作用。雖然對於這種過程的生物物理機制還沒有明確的結論，但人們提出了幾個模型來解釋能量獨立過程的可能性。
近期的研究表明，TAT肽類的直接穿透可能涉及與膜的靜電相互作用，這一互動會使膜結構受到影響，從而允許肽類穿透。
內吞作用介導的轉運
按字面意義，內吞作用是通過細胞膜折疊內凹形成的細胞攝取過程。該過程是能量依賴性的，且涉及聚精氨酸與肝素硫酸的相互作用，促進內吞作用的發生。研究顯示，TAT 是通過一種被稱為大顆粒內吞作用的形式被內化。此外，有證據表明內吞作用和膜轉運可同時發生，特別在某些CPPs中，這為後續的研究提供了更多思考的空間。
通過瞬時結構的轉運
第三種受到探討的轉運機制是基於反轉微胞的形成。反轉微胞產生的複合材料有助於肽保留在親水環境中，但仍然存在各種分配不對稱的疑慮，這一電場會提高微胞的臨界值，從而導致生物膜的電穿孔事件發生。
許多研究表明，CPP的傳遞方式存在多種可能的途徑，根據其運輸的具體需求，這些機制可能會結合起來，共同影響穿透效率。
CPPs的應用範疇
由於CPPs具有多元的便利性，它們在醫療領域中的應用越來越廣泛，包括核酸遞送、蛋白質遞送及對比劑運輸等。
核酸遞送
基於核酸的生物和藥理療法如siRNA、反義寡核苷酸和重組質粒被認為是有希望的治療選擇。CPP在核酸遞送上顯示出良好的潛力，能有效克服由於其大分子及負電荷帶來的傳遞障礙。
實際案例表明，使用非共價策略， CPPs如MPG和Pep-1能夠高效遞送RNA及同時保持其生物活性。
蛋白質遞送
最近研究指出，使用CPP作為載體向細胞內遞送全長生物活性蛋白的技術逐漸成熟。TAT和其他聚精氨酸系統證明了其對蛋白質的有效運輸，但仍存在一些問題需要解決。例如，如何平衡遞送效率與細胞內的穩定性之間的矛盾。
結論
儘管CPPs在科學和醫學的應用上已有顯著進展，但其細胞特異性的缺乏及多樣的納入機制仍然令研究人員感到困惑。這些未解決的問題和探索的潛力無疑將激勵未來的研究。你認為如何進一步提升CPPs的細胞特異性將有助於提高其在臨床上的應用潛力呢？
