综述：具有独特刺激响应行为的阴离子末端苯丙氨酸修饰树状大分子的生物医学应用

《Polymer Journal》：Biomedical applications of anionic-terminal phenylalanine-modified dendrimers with unique stimuli-responsive behaviors

本综述聚焦于阴离子末端苯丙氨酸（Phe）修饰的聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子，这类材料展现出独特的pH/温度双重刺激响应行为（如UCST/LCST型转变），并因其小尺寸和阴离子表面特性，在经皮注射后能高效靶向淋巴结。尤为重要的是，疏水性修饰（如环己烷二羧酸，CHex）与Phe的协同作用使其能特异性与淋巴结驻留T细胞结合，且在模拟肿瘤微环境（TME）的弱酸性（pH 6.5）条件下结合增强，为癌症免疫治疗（如CAR-T细胞疗法）中向T细胞递送药物和核酸提供了新颖平台。

　　

树状大分子是具有精确分支结构和纳米级尺寸的合成聚合物，在生物医学领域，尤其是作为药物递送系统（DDS）的纳米载体方面展现出巨大潜力。其中，聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子因其结构可控和商业化程度高而被广泛研究。本文重点综述了通过在其末端修饰疏水性氨基酸苯丙氨酸（Phe）而获得的一类新型功能材料——阴离子末端Phe修饰树状大分子，它们不仅具有独特的刺激响应特性，更在靶向淋巴结免疫细胞（特别是T细胞）方面表现出色。

阴离子末端苯丙氨酸修饰树状大分子的合成与刺激响应特性

温度响应性聚合物是一类智能材料，主要分为低临界溶解温度（LCST）型（加热变浑浊）和上临界溶解温度（UCST）型（加热溶解）。研究发现，Phe修饰的PAMAM树状大分子的刺激响应行为高度依赖于其末端基团的化学结构。

氨基末端的Phe修饰树状大分子在中性pH下表现出LCST型温度敏感性。

而通过琥珀酸酐（Suc）或环己烷二羧酸酐（CHex）等酸酐反应制备的羧基末端Phe修饰树状大分子则展现出更复杂的行为。其响应特性受合成顺序（如先修饰Suc再修饰Phe的PAMAM-Suc-Phe，或顺序相反的PAMAM-Phe-Suc）和pH值共同调控。例如，PAMAM-Phe-Suc在pH 5.5时表现为UCST型，而在pH 4时则转变为LCST型。

3Na在不同pH下的热敏性[22]。B图中pH 6和3.5的线重叠，C图中pH 7和4的线重叠'>

这种pH切换的LCST/UCST行为归因于树状大分子内部叔胺与末端羧基/磺酸基在不同pH下质子化状态的改变所形成的两性离子结构。当末端羧基被更强的磺酸基取代（如PAMAM-Phe-SO₃Na）时，其相变行为更为敏锐。此外，修饰的Phe分子数量以及连接基团（如CHex比Suc更疏水）的疏水性也会影响其刺激敏感性，通过结构调整可以实现对性能的精确调控。

应用于淋巴结驻留免疫细胞的递送

淋巴结是T细胞、B细胞、树突状细胞等多种免疫细胞的聚集地，在癌症免疫中至关重要。研究表明，尺寸小于70 kDa的纳米颗粒更易在淋巴结中扩散。

通过系统评估不同代数和末端电荷的PAMAM树状大分子发现，G4及更高代的阴离子羧基末端树状大分子在足垫皮内注射后能有效积聚在淋巴结。然而，它们在淋巴结内与免疫细胞的相互作用因末端结构而异。亲水性的PAMAM-Suc不与细胞结合，而疏水性更强的PAMAM-CHex-Phe和PAMAM-Phe-CHex则能显著地与淋巴结内的免疫细胞发生关联，特别是CD3阳性的T细胞。

细胞摄取实验证实，PAMAM-CHex-Phe能被T细胞有效内化，且该过程是能量依赖性的（37°C下发生，4°C下被抑制）。更重要的是，在模拟肿瘤微环境（TME）的弱酸性条件（pH 6.5）下，树状大分子与T细胞的结合显著增强，这为其在肿瘤免疫中的应用提供了优势。研究还发现，Phe的簇集效应对于T细胞摄取至关重要，因为用亮氨酸（Leu）替代Phe的类似树状大分子则无法有效被T细胞摄取。

基于其优异的T细胞靶向能力，这类树状大分子被成功应用于模型药物和基因的递送。例如，将具有免疫调节作用的抗癌药紫杉醇（PTX）负载到优化结构的羧基末端Phe修饰的树枝状接枝聚赖氨酸中，可实现向T细胞的递送。此外，将PAMAM-CHex-Phe用于包裹由质粒DNA和阳离子脂质体（如Lipofectamine）形成的二元复合物表面，构建的三元复合物能显著提高T细胞的基因转染效率，这为嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法中的基因导入提供了潜在工具。

结论

阴离子末端苯丙氨酸修饰的树状大分子是一类具有独特pH/温度双重刺激响应性的智能材料。其小尺寸和表面电荷特性使其成为高效的淋巴结靶向纳米载体。通过引入疏水基团（如CHex）并与Phe协同，这类树状大分子能特异性结合并被淋巴结中的T细胞内化，且该过程在肿瘤微环境酸性条件下得到增强。这些特性使其在癌症免疫治疗，特别是需要向T细胞递送生物活性分子（如药物、核酸）的领域，展现出广阔的应用前景。