兩性離子含有相同數(shù)量的正、負(fù)電荷，因此呈中性。并且由于兩性離子的超親水特性，它能夠抵抗來自生物分子和微生物的非特異性吸附或“污染”，防止異物反應(yīng)的發(fā)生。將聚兩性離子修飾在納米粒子表面還可以減少與生物系統(tǒng)的相互作用，逃脫免疫識別。但是兩性離子材料大多具有生物惰性，功能性兩性離子的研究仍欠缺。因此，是否能開發(fā)一種具有生物活性的兩性離子材料，在非特異性相互作用(對防污性能至關(guān)重要)和具備生物活性功能的特異性生物相互作用的矛盾間達(dá)成平衡？
免疫系統(tǒng)的過度激活會造成自身免疫性疾病、過敏和慢性炎癥甚至危及生命。但是對免疫反應(yīng)的過度抑制又會提高病原體感染的可能。在激發(fā)免疫的同時(shí)向體內(nèi)輸送抑制免疫反應(yīng)的免疫調(diào)節(jié)劑可以有效解決因過度免疫帶來的不良反應(yīng)。磷酯酰絲氨酸（phosphatidylserine）是一種頭部為磷酸絲氨酸（phosphoserine；PS）的中性脂質(zhì)，以PS為功能單元，在生理環(huán)境中可作為免疫調(diào)節(jié)信號。在細(xì)胞凋亡過程中，PS還可作為“吃掉我”信號，通過吞噬作用促進(jìn)凋亡細(xì)胞的清除。同時(shí)，PS可誘導(dǎo)吞噬細(xì)胞的抗炎程序，防止對自身抗原的異常免疫反應(yīng)。
華盛頓大學(xué)的江紹毅團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種模擬PS的兩性離子聚合物(ZPS；圖1)，不同于傳統(tǒng)生物惰性兩性離子材料，ZPS有內(nèi)置免疫調(diào)節(jié)功能。一方面， ZPS和PS 受體（PS receptor；PSR）之間的特異性相互作用能夠誘導(dǎo)免疫耐受效應(yīng)。另一方面，ZPS的兩性離子特性使其具有優(yōu)異的抗污性能，抑制PS在血液循環(huán)過程中固有的易被吞噬的弱點(diǎn)。
抗非特異性蛋白和細(xì)胞吸附
作者通過纖維蛋白原(一種血液中富含的血漿蛋白)檢測了材料抗蛋白吸附的能力。非兩性離子PS聚合物能減少40%纖維蛋白原粘附，而ZPS能夠減少85%的纖維蛋白原粘附，證明由兩性離子驅(qū)動(dòng)的水化效應(yīng)能夠明顯減少非特異性蛋白吸附。與巨噬細(xì)胞（一種免疫細(xì)胞）共培養(yǎng)后，ZPS的對巨噬細(xì)胞的敏感性略高于傳統(tǒng)兩性離子，說明ZPS仍能保持PS與免疫細(xì)胞之間的特異性相互作用。
PS模擬聚合物的免疫調(diào)節(jié)作用
作者還研究了在脂多糖(一種免疫刺激分子)存在的情況下，ZPS是否能夠模擬凋亡細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用，在活化的巨噬細(xì)胞中引起抗炎反應(yīng)。研究表明，非兩性離子PS聚合物及ZPS都能進(jìn)行劑量依賴的弱化巨噬細(xì)胞活化的過程。而當(dāng)阻斷PS介導(dǎo)的通路后，促炎因子表達(dá)水平明顯提高，證明PS在免疫調(diào)節(jié)過程中的重要作用。除了免疫調(diào)節(jié)作用，PS還可以作為“吃掉我”信號，促進(jìn)死亡細(xì)胞通過吞噬作用清除。
PS聚合物對蛋白免疫原性和藥代動(dòng)力學(xué)（PK）的影響
為了證明ZPS比傳統(tǒng)兩性離子材料和非兩性離子PS具有更強(qiáng)的功能和性能，作者將ZPS與免疫原性高的尿酸酶復(fù)合，不僅解決了尿酸酶免疫原性高的問題，還顯著提高了尿酸酶的循環(huán)時(shí)間（第一劑t1/2?= 27.9 h, 第三劑 t1/2?= 27.1 h），證明ZPS是提高生物藥物安全性和有效性的有效工具。
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