开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、研究的背景与文献综述
肿瘤作为局部组织细胞赘生物与正常细胞相比具有比较明显的特征,如生长迅速、无细胞凋亡现象、失去解除抑制、代谢较快、血管增生等。肿瘤的血管系统对细胞生存提供氧气和营养至关重要,几乎所有肿瘤都具有持续的血管生成能力。与传统疗法相比,直接靶向肿瘤血管系统可应用于多种类型的肿瘤,且治疗效果可在较短时间内体现。此外,由于内皮细胞上表达可表达稳定标记物,因此可以避免耐药问题。已有研究证明,通过形成局部血栓选择性阻断肿瘤血管,有效饿死和杀灭肿瘤。
组织因子TF(tissue factor)为细胞因子受体超家族Ⅱ类成员,是一类凝血诱导蛋白,可通过与不同配体相结合,参与细胞黏附、血管形成和胚胎发育等过程的信号转导。其中,TF作为FVila/FVII细胞信号受体,即机体外源性凝血途径的始动因子,在机体的止凝血功能与血栓形成过程中起到十分重要的作用。然而在恶性肿瘤发生过程中的并发症之一:静脉血栓栓塞(VTE)与TF在恶性肿瘤细胞中过表达现象有关。因此,提高TF的靶向性并尽可能降低副作用,便可开发出它较大抗瘤潜力,最终投入至肿瘤治疗中。
tTF是去除跨膜段的组织因子胞外结构域。在前期相关文献中可得知,为增强tTF的靶向性,研究人员曾将tTF与抗体、多肽等组成重组蛋白,但形成的配体融合蛋白往往因其受体也在正常细胞中组成型表达,进而不能很好的与肿瘤血管标记靶向性结合,造成脱靶。同时,此类配体融合蛋白在与受体结合时形成的复合物具有较大空间位阻,遮盖相邻位点,降低了平均结合效率,因此仍未有进入临床试验阶段的价值。
研究表明,肿瘤细胞在生长中多以无氧代谢为主,其无氧糖酵解和乳酸发酵过程中可产生大量的乳酸和质子,导致细胞内pH下降(warburg效应),形成一个偏酸性的微环境,即acidic tumor microenvironment (TME) ,与正常细胞pH有较大差异,可作为肿瘤发展的特征标志,检测及判定肿瘤的生长情况。
pHLIP(pH low insertion peptide)源于细菌视紫红质C-端螺旋,可在肿瘤酸性环境下(低pH)具选择性的自发插入肿瘤细胞膜中并形成稳定的跨膜alpha;螺旋结构。根据此特性,pHLIP可广泛应用于肿瘤成像、肿瘤代谢研究、类药物和极性治疗分子的肿瘤内靶向输送及基因药物的胞内输送等领域。
经实验显示,将pH敏感的pHLIP多肽段代替组织因子跨膜段氨基酸序列,组成32 kDa的tTF-pHLIP(truncated tissue factor-pHLP)重组多肽,可特异性靶向输送至肿瘤酸性环境中,插入肿瘤血管表面形成血栓抑制肿瘤生长,且仅引起肿瘤小鼠模型的可逆性肾脏和肝脏轻微代谢紊乱,对正常小鼠只有较小影响。即可得出结论,tTF-pHLIP是具有靶向性、低毒低副作用、有较好治疗效果的极可能推至临床的一类新型抗肿瘤药物。
乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)是一类常用的食品级发酵用菌,具有生长快速、代谢简单、无芽孢和荚膜等特点,且已获得全部基因组序列,是理想的基因工程用菌种。得益于食品药品工业多年的发展,它们具有良好的安全性,同时缺乏毒性和免疫原性,在人体正常环境中可生长。基因重组乳酸乳球菌经设计,可将生物活性蛋白传递到粘膜组织,发挥局部和全身作用。乳酸乳球菌已在疫苗制备、酶制剂制备、代谢产物调控等方面体现了自身优势,是发展潜力不可小觑的基因表达载体。
细菌素是细菌在代谢过程中产生的一种具有抗菌特性的蛋白质,菌体本身对细菌素可免疫。常用的食品级细菌素为乳链球菌素,又名乳链菌肽(nisin)。Nisin的生物合成由11个基因组成的基因簇参与调控,其中nisR、nisK调控nisin基因的表达。NisR和NisK属于细菌双组分信号转导系统家族。NisK是一种位于胞质膜内的组氨酸蛋白激酶,被认为是成熟nisin分子的受体。nisin与NisK结合后,自磷酸化并将磷酸基转移到NisR,后者是一种响应调节因子,在NisK磷酸化后被激活驱动。nisR和nisK表达的启动子不受影响。由于nisin诱导其自身的表达,少量的nisin在生长培养基中的积累导致了自诱导过程。
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