清华医学院高卫平研究员课题组综述：利用高分子对蛋白质进行位点选择性修饰及其在生物医学领域的先进应用
4月26日，清华大学医学院生物医学工程系高卫平研究员课题组受邀在生物材料领域国际知名期刊《生物材料》（Biomaterials）在线发表了题为《利用高分子对蛋白质进行位点选择性修饰及其在生物医学领域的先进应用》 （Site-selective protein modification with polymers for advanced biomedical applications）的综述论文。
该综述结合了高卫平研究员课题组在定点原位生长（Site-specific in situ growth, SIG）制备蛋白质-高分子偶联物领域多年的耕耘和积淀，系统地介绍了药用蛋白的聚乙二醇化，蛋白质的位点选择性修饰，高分子的位点选择性修饰和蛋白质-高分子偶联物的制备方法，并详细讨论了用于修饰蛋白质的高分子的生物安全性。进一步地，在回顾了蛋白质-高分子偶联物在从药物递送到疾病诊断等一系列生物医学应用的同时，该综述还描绘了下一代蛋白质-高分子偶联物的广阔前景和发展方向。
用于制备位点选择性蛋白质-高分子偶联物的方法及其在生物医学中的应用
蛋白质-高分子偶联物（Protein-polymer conjugates）是利用高分子对蛋白质进行修饰而形成的一种新型生物偶联物，它可以有效地将高分子的物理化学性质和蛋白质的生物活性结合起来，因此，它在包括从药物递送到疾病诊断等一系列的生物医学领域中得到了广泛应用。然而，由于缺乏位点选择性蛋白质修饰技术和相应的高分子偶联技术，蛋白质-高分子偶联物的应用潜力受到了限制，而位点选择性和可控的蛋白质-高分子偶联物在精确控制结构和功能方面均优于非选择性非可控的蛋白质-高分子偶联物，也具有更广阔的应用前景。
高卫平研究员自2011年从美国杜克大学生物医学工程系回国以来，一直致力于蛋白质偶联物的创新研究以及应用拓展。在2009年和2010年作为第一作者在《美国科学院院刊》（PNAS）上发表了两篇标志性工作之后，高卫平课题组将位点选择性蛋白质修饰技术和高分子可控聚合技术有机结合，继续深入研究，并取得了一系列的创新研究成果，得到了国际同行的广泛认同。
在2015年，他们被邀请为国际著名高分子期刊《高分子》（Polymer）撰写了第一篇综述论文(封面文章)，这是国内在该研究领域所发表的第一篇综述论文。2015年1月，他们在《生物材料》发表论文，揭示在N-和C-相连进行环化后的蛋白上定点原位生长环化蛋白-高分子偶联物，可以显著提高蛋白稳定性；同年9月，课题组在《生物材料》报道了定点原位生长抗体-荧光高分子偶联物的新方法，实现了抗原识别的信号放大及高灵敏度检测。同年10月，课题组又在《先进材料》（Advanced Materials）报道了一种新型、通用、简单、高效的类弹性蛋白多肽融合方法（Elastin-like polypeptide fusion, ELPfusion），精准设计了干扰素-类弹性多肽偶联物，显著提高了干扰素的药学性质。
2016年，课题组开发出了干扰素-聚寡聚乙二醇和干扰素-磷脂类高分子两类特异位点修饰的干扰素-高分子偶联物，动物实验首次证明了这两种偶联物展现出比罗氏公司（Roche）商品化药物派罗欣（PEGASYS）更优异的抗肿瘤效果，这两项标志性的工作分别发表在《生物材料》以及药剂学国际顶级期刊《控制释放杂志》（Journal of controlled release）上，同时，他们还研究了高分子分子量对偶联物稳定性、生物活性、半衰期和药效的影响规律，为合理设计药用蛋白-高分子偶联物提供了分子量依赖性的理论依据。
2017年，课题组通过定点原位生长制备了一系列不同形貌的蛋白质-高分子自组装体，并实现了高效的蛋白质胞内递送，该研究工作发表在《美国化学学会应用材料与界面》（ACS applied materials ＆ interface）上。同年12月，课题组在《高分子学报》上报道了温度响应性的位点特异性干扰素-高分子偶联物及其药学性能。基于以上这些奠基性的工作，高卫平课题组已成为蛋白质-高分子偶联物领域在国内外最前沿的研究小组之一。在2017年下半年，课题组受《生物材料》主编Kam Leong院士的邀请，撰写该篇综述，这也是国内在该研究领域所发表的一篇重要的，具有里程碑意义的综述论文。
在取得了一系列科研成果的同时，高卫平研究员也积极进行研究成果转化工作，到目前为止已申请国际和国内发明专利8项， 其中原创性美国专利已向企业转化，并获天使投资基金1项。相关研究工作得到国家自然科学基金面上(21274043)和重点项目(21534006)的资助。
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961218303144?via%3Dihub
来源：清华大学
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