Improvement of cell-penetrating peptides utilizing high speednano-bioimaging

利用高速纳米生物成像改进细胞穿透肽

• 批准号: 23650249
• 负责人: SUZUKI Yasuyuki
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23650249/
• 关键词: ドラッグデリバリーシステム; 蛋白質導入法; 一分子可視化技術; 高率蛋白質導入技術; Drug delivery system; 一分子計測; 量子ドット; ナノ粒子; ナノロボット; イメージング; ナノ医学

Cell penetrating peptides (CPP)/protein transduction domain (PTD) are envisaged as potentially attractive vectors for gene, protein, and drug therapy. However, TatP-based technologies have some important limitations. For example, the transduction efficiency is greatly influenced by the characteristics of the target molecules, and in many cases, the efficacy has been insufficient even in in vitro applications. Therefore, prominent improvement of the transduction efficiency is required for the practical usages. We developed a single-molecule imaging (SMI) for PTD labeled with quantum dots (QDs) to examine the kinetics of PTD initially and immediately before, at the beginning of, and immediately after entry into living cells. As a result, utilizing of SMI, we have successfully developed super-PTD (SPTD), with its quantum dot (QD) transduction efficacy improve for 1,000 times as compared tooriginal PTD (Tat-PTD). In this study, using the SMI, we spatial arranged SPTD on QDs to examined whether spatial arrangement can dramatically improved the transduction efficacy. To this end we found that increasing the valence of PTD on nanoparticles allows them to behave as cargo-delivery nanomachines. Thus, we added (Gly-Pro-Pro) 8 sequence to the SPTD (GPP-SPTD) to from trimmer. We found that GPP-SPTD increase the transduction efficacy of QDs for >10 times to the original SPTD. Similarly, a transducible TatP-Cre recombinase reporter assay showed GPP-SPTD fusion Cre improved transduction efficiency to SPTD-Cre and Tat-PTD-Cre, for 30 times and 10 times, respectively. Thus, these results suggested that multimerization of SPTD enable to improve the transduction efficacy, and super-efficienent transduction could be realized by inducing multimerization ofthe ,molecules.

细胞穿透肽（CPP）/蛋白转导结构域（PTD）被认为是基因、蛋白和药物治疗的潜在载体。然而，基于TatP的技术有一些重要的局限性。例如，转导效率受靶分子的特性的影响很大，并且在许多情况下，即使在体外应用中，功效也不足。因此，在实际应用中需要显著提高转导效率。我们开发了一种单分子成像（SMI）的PTD标记的量子点（QD），以检查动力学的PTD最初和之前，开始时，并立即进入活细胞后。因此，利用SMI，我们成功地开发了超级PTD（SPTD），其量子点（QD）转导效率比原始PTD（Tat-PTD）提高了1,000倍。在这项研究中，我们使用SMI，在量子点上空间排列SPTD，以检查空间排列是否可以显着提高转导效率。为此，我们发现增加纳米颗粒上PTD的化合价使它们能够表现为货物递送纳米机器。因此，我们将（Gly-Pro-Pro）8序列添加到SPTD（GPP-SPTD）以形成微调器。我们发现GPP-SPTD使量子点的转导效率比原始SPTD提高>10倍。类似地，可转导的TatP-Cre重组酶报告基因测定显示GPP-SPTD融合Cre分别提高了SPTD-Cre和Tat-PTD-Cre的转导效率30倍和10倍。因此，这些结果表明，SPTD的多聚化能够提高转导效率，并且可以通过诱导分子的多聚化来实现超高效转导。

项目成果

ナノイメージングによる膜透過性ペプチド細胞内透過機序の解明

通过纳米成像阐明膜渗透肽的细胞内渗透机制

SyndecansはHIV-1-Tat-PTDの細胞導入受容体である

Syndecans 是 HIV-1-Tat-PTD 的细胞进入受体

• 发表时间: 2012
• 作者: Jayaraman P;Parikh F;Lopez-Rivera E;Hailemichael Y;Clark A;Ma G;Cannan D;Ramacher M;Kato M;Overwijk WW;Chen SH;Umansky VY;Sikora AG.;鈴木康弘
• 通讯作者: 鈴木康弘

Development of Drug Delivery Nano-machines utilizing Protein Transduction domains

利用蛋白质转导域开发药物输送纳米机器

• 发表时间: 2012
• 作者: T. Anno;N. Sakamoto;M. Sato;酒井悠輔・坂本信介・森田哲夫・篠原明男・越本知大;鈴木康弘
• 通讯作者: 鈴木康弘

高効率細胞膜透過ペプチドによる量子ドット細胞内分子一分子可視化技術

利用高效细胞膜穿透肽的量子点细胞内单分子可视化技术

• 发表时间: 2012
• 作者: Hirata;H.;Juzoh;U.;Koide;T.;Watanabe;K.;Shimoda;Y;鈴木康弘
• 通讯作者: 鈴木康弘

大学等ライセンス情報一覧、ターゲット分子細胞内導入用ペプチド

大学许可证信息列表，用于将目标分子引入细胞的肽