《International Journal of Pharmaceutics》：Antibody-aptamer conjugate for shear-triggered tissue plasminogen activator release and thrombolysis
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•基于流敏感适配体的平台可实现剪切力触发的药物释放。•光镊确定了触发治疗性释放的分子力。•微流控与COMSOL将分子力与病理性剪切力联系起来。•血栓溶解试验证实了所释放组织型纤溶酶原激活剂的活性。引言异常的血栓形成可阻塞或阻塞血管，可能导致危及生命的病症，如缺血性中风、急性心
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基于流敏感适配体的平台可实现剪切力触发的药物释放。
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光镊确定了触发治疗性释放的分子力。
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微流控与COMSOL将分子力与病理性剪切力联系起来。
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血栓溶解试验证实了所释放组织型纤溶酶原激活剂的活性。
引言
异常的血栓形成可阻塞或阻塞血管，可能导致危及生命的病症，如缺血性中风、急性心肌梗死以及各种其他心血管并发症（Dressler, 2009; Z?bczyk et al., 2023）。及时清除动脉血栓对于快速恢复灌注和有效管理血栓栓塞性疾病至关重要。在临床实践中，恢复堵塞血管的血流通常通过静脉给予纤溶药物（Medcalf and Keragala, 2021）或介入手术（如经皮再通（Bravo et al., 1998）或外科再通（Meissner et al., 2002））来实现。三大类主要纤溶药物包括组织型纤溶酶原激活剂（TPA）、链激酶（SK）和尿激酶（UK）（Samama et al., 1988）。其中，TPA因其对纤维蛋白的高特异性和较低的全身性纤溶风险而在临床实践中得到青睐（Collen, 1996）。
TPA是一种丝氨酸蛋白酶，在纤溶系统中起核心作用，通过催化纤溶酶原转化为纤溶酶来发挥功能。纤溶酶是一种负责降解纤维蛋白和纤维蛋白原的酶，而这两者是血栓的主要结构成分（Hoylaerts et al., 1982）。TPA由内皮细胞内源性分泌，通过促进纤维蛋白凝块的溶解和防止血管内过度血栓形成来维持止血平衡。重要的是，在没有纤维蛋白的情况下，TPA对纤溶酶原的亲和力较弱，其值为65 μM；但在纤维蛋白存在时，其亲和力显著增强，米氏常数值在0.15至1.5 μM之间（Collen, 1999）。这种亲和力的增强源于TPA和纤溶酶原在纤维蛋白表面的组装，其中纤溶酶原通过特异性赖氨酸结合位点结合（Collen, 1996）。这种定位作用确保了纤溶酶的产生在空间上仅限于血栓部位，从而实现纤溶的严格调控。这一纤维蛋白依赖性机制突显了TPA在靶向溶栓治疗中的临床价值。
尽管TPA在溶栓治疗中具有疗效，但其短暂的循环半衰期（2–6分钟）要求使用大剂量药物才能有效溶栓（Chandler et al., 1997）。这种过量给药的需求会损害正常止血功能并导致不良出血并发症，特别是出血（Shah et al., 2022），从而限制了TPA的更广泛应用。为应对这些挑战，将TPA局部递送至血栓形成部位至关重要。剪切力响应递送系统提供了一种有前景的方法，通过实现TPA在部分阻塞血管的位点特异性释放，从而在急性缺血事件（如中风）中提高溶栓疗效的同时最大限度减少全身性出血（Ma et al., 2019）。Huang等人（2019）开发的活化血小板敏感纳米载体利用部分阻塞动脉中的高剪切条件在血栓附近释放TPA，提高其局部浓度和效应。此外，Korin等人（2012）证明，重组TPA（r-TPA）包被的纳米颗粒可在高剪切应力下从循环中的微聚集体中选择性释放。
本研究构建了一种剪切敏感纳米材料，用于在高剪切环境中释放TPA。我们的团队在先前发表的研究中已展示了一种类似的构建体，用于靶向递送冯维勒布兰德因子A1（VWF-A1）结构域（Ismail et al., 2025）。这种模块化材料平台被称为对剪切力响应且兼具结构与功能的单分子材料（SMORES，Single-MOlecule based materials with structures and functions REsponsive to Shear），可灵活适配以响应病理性剪切力释放多种治疗性载荷，从而精确控制生物活性剂的释放时机与位置。如图1所示，本研究中的构建体由剪切放大微粒与抗TPA适配体偶联而成，后者作为分子换能器发挥作用。当暴露于阻塞血管处的病理性流动条件下时，微粒所受的拖曳力引起适配体的构象变化，从而调控血栓部位TPA的释放或生物利用度。为将血小板靶向元件纳入构建体中，SMORES平台被功能性修饰为带有抗人整合素αIIbβ3单克隆抗体，该抗体识别血小板上表达的αIIbβ3并与血小板活化相关（Ma et al., 2007）。尽管我们此前的SMORES平台已确立了适配体介导的力响应性载荷释放机制（Ismail et al., 2025），但本研究通过整合分子靶向与固定化以及溶栓蛋白TPA的机械门控释放机制进一步拓展了这一设计。抗人整合素αIIbβ3抗体提供分子识别与锚定组分，而TPA结合适配体提供力响应性释放机制。这种整合使得构建体能够固定于预期作用位点，并在通过适配体传递足够力以触发TPA释放之前保持机械惰性。因此，本研究的主要进展是在单一SMORES架构中实现了空间识别与机械门控治疗性释放的功能性整合。
分节摘要
TPA适配体的单分子力显微镜力学性能
本研究使用的抗人TPA适配体（又称抗人PLAT适配体）购自Creative Biolabs，具有专有52碱基序列。该适配体由供应商在5′端合成硫醇基团、在3′端合成生物素基团，以实现下游偶联步骤。在溶液中，由于硫醇-硫醇相互作用和二硫键的形成，适配体以二聚体形式存在。为了研究基于适配体序列的力学性能
TPA适配体的单分子力测量下的展开与重折叠
为了表征TPA适配体作为分子力换能器的力学性能，我们首先使用光镊研究了适配体的展开行为。具体方法是将适配体连接在激光陷阱捕获的微珠与微吸管之间，在不同加载速率和牵拉力下测量适配体的展开延伸长度（图2A）。在拉伸实验中观察到DNA把手的过度拉伸现象，这
结论
本研究展示了一种剪切力响应性溶栓递送系统的开发，该系统整合了抗αIIbβ3抗体作为血小板靶向元件，用于实现TPA的受控释放。针对全身性治疗尤其是TPA短半衰期和出血风险的局限性，对SMORES系统进行了适配改造，使其在病理性剪切条件下释放TPA。通过微流控模型和荧光定量验证了流依赖性释放。COMSOL模拟估算了
资金来源
本研究由国家科学基金会（资助编号：2004475）和国立卫生研究院（资助编号：HL151663和HL153986）资助。
作者贡献声明（CRediT）
Esraa Ismail：写作—审阅与编辑，写作—原稿，可视化，验证，方法论，形式化分析，数据整理，概念构思。Fan Gong：写作—审阅与编辑，形式化分析，数据整理。X. Frank Zhang：写作—审阅与编辑，监督指导，软件，资源，项目管理，调查研究，经费获取，概念构思。Xuanhong Cheng：写作—审阅与编辑，监督指导，软件，资源，项目管理，
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文所述工作的已知竞争财务利益或人际关系。
致谢
作者感谢国家科学基金会（资助编号：2004475）的慷慨支持。同时感谢Nathan Wittenberg教授及其团队在全内反射荧光显微镜（TIRF）方面的协助，感谢Kip Kuttner博士提供用于血栓溶解实验的血样，感谢Susana A. Torres Hurtado博士在光镊数据分析方面的帮助，以及Thomas Koenig博士在光刻实验方面的协助。
Esraa Ismail|Fan Gong|X. Frank Zhang|Xuanhong Cheng
