基于内在无序蛋白仿生纳米载体的凝聚体实现生物大分子直接胞质运输新策略

《Advanced Materials》：Intrinsically Disordered Protein-Inspired Nanovector-Based Coacervates for the Direct Cytosolic Transport of Biomacromolecules

本研究针对传统仿生凝聚体载体缺乏构象适应性和明确内化机制的问题，开发了具有构象适应性的内在无序蛋白仿生纳米载体（IDP-NVs）。该载体能与生物大分子形成稳定纳米凝聚体（NCs），通过分子运动直接穿透细胞膜，并在胞质谷胱甘肽（GSH）触发下释放载荷，成功实现了对不同大小、电荷、形状（球状蛋白、抗体）和功能（mRNAs、CRISPR单元）生物大分子的高效胞质递送，为生物医学应用提供了通用平台。

　　

在真核细胞中，无膜细胞器（MLOs）通过涉及内在无序蛋白（IDPs）和生物大分子的液-液相分离（LLPS）形成，能够在不依赖囊泡、转运蛋白或通道的情况下实现生物大分子运输。尽管合成生物材料产生的MLOs仿生凝聚体可将生物大分子递送入细胞，但它们缺乏IDPs的构象适应性和明确的内化机制，限制了其在生理条件下的稳定性并阻碍了生物医学转化。

本研究开发了具有构象适应性的IDPs仿生纳米载体（IDP-NVs），能够与生物大分子形成纳米凝聚体（NCs）用于胞质递送。IDP-NVs与货物分子混合后，可在生理条件下形成稳定的NCs，这些NCs能够通过IDP-NVs的分子运动直接穿透细胞膜。内化后，胞质中的谷胱甘肽（GSH）触发NCs解组装，在胞质溶胶中释放生物大分子。

该NCs能够有效递送不同大小、电荷、形状（如球状蛋白和抗体）和功能（如mRNAs和CRISPR单元）的生物大分子，证明了其多功能性和生物医学应用潜力。