膜融合的研究進(jìn)展及其在藥物運(yùn)輸方面的應(yīng)用

蘇瑩瑩 李春艷 李迪

摘?要?膜融合對(duì)于生物體的生命活動(dòng)具有重要的調(diào)控作用。細(xì)胞內(nèi)的膜融合在生物體的整個(gè)生命周期中發(fā)揮了促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的作用，病毒和細(xì)胞膜的融合可能標(biāo)志著生物體生命的終結(jié)。然而，由于活細(xì)胞的復(fù)雜性，對(duì)細(xì)胞內(nèi)膜融合過程的認(rèn)識(shí)僅局限于少數(shù)細(xì)胞膜上的蛋白結(jié)構(gòu)，如可溶性N-乙基馬來酰亞胺敏感性因子附著型的蛋白受體（Soluble N-ethyl maleimide sensitive factor attachment protein receptors，SNARE）及其在促進(jìn)膜融合中的作用。為更好地研究膜融合的機(jī)理，常用相關(guān)人工模型系統(tǒng)模擬生物膜融合。本文對(duì)SNARE促進(jìn)膜融合的機(jī)理、DNA及卷曲螺旋多肽介導(dǎo)的膜融合研究進(jìn)展，以及膜融合在藥物運(yùn)輸?shù)确矫娴膽?yīng)用進(jìn)行了概述。

關(guān)鍵詞?膜融合; N-乙基馬來酰亞胺敏感性因子附著型的蛋白受體; DNA; 評(píng)述

1?引 言

生物膜融合是一種常見的細(xì)胞生理現(xiàn)象，對(duì)調(diào)控生物分子的運(yùn)輸、攝取及釋放具有至關(guān)重要的作用[1]，如膜融合調(diào)控神經(jīng)元之間的信號(hào)傳導(dǎo)過程、細(xì)胞內(nèi)的胞吞和胞吐過程[2]、病毒轉(zhuǎn)染[3]和囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)過程。生物膜上的蛋白和其它生物大分子之間的靜電斥力使生物體內(nèi)生物膜之間的距離在10～20 nm之間。因此，膜融合的第一步是拉近生物膜之間距離至幾個(gè)納米。膜的緊密接觸伴隨著磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)的局部破壞，導(dǎo)致柄狀結(jié)構(gòu)的形成。在莖的中間部分，距離較近的脂質(zhì)雙層膜的外膜首先發(fā)生融合。通常認(rèn)為，莖可擴(kuò)張成半融合隔膜，其內(nèi)層脂質(zhì)是分開的。在最終的脂質(zhì)重排過程中，半融合柄或者隔膜形成一個(gè)小孔，隨著融合的進(jìn)行，這兩個(gè)小孔逐漸增大，使最初的兩個(gè)脂室變成一個(gè)，并將各室所包含的物質(zhì)混合在一起，完成融合過程，如圖1A所示[4]。盡管細(xì)胞內(nèi)的膜融合和病毒融合的蛋白質(zhì)機(jī)制有很大的不同，但在融合過程中發(fā)生的脂質(zhì)雙層間的物理變化是相似的。一般認(rèn)為真核細(xì)胞中的膜融合是由可溶性N-乙基馬來酰亞胺敏感性因子附著型的蛋白受體（Soluble N-ethyl maleimide sensitive factor attachment protein receptors，SNARE）控制。膜融合的大部分?jǐn)?shù)據(jù)是基于SNARE蛋白研究獲取的[5，6]。膜融合過程發(fā)生之前，膜上的兩組蛋白分別由兩個(gè)卷曲螺旋區(qū)域組成，相互作用形成具有四螺旋結(jié)構(gòu)的SNARE復(fù)合物，如圖1B所示。SNARE蛋白在膜融合過程中所起作用可由兩種機(jī)理解釋：蛋白將兩個(gè)磷脂層拉在一起，促進(jìn)半融合及全融合過程，如圖1A（a）; 另一種，SNARE先分別在單邊的跨膜區(qū)域形成融合孔，當(dāng)融合孔擴(kuò)大后，跨膜區(qū)域會(huì)分開，磷脂參與融合孔中，繼而發(fā)生融合，如圖1A（b）。研究表明，SNARE復(fù)合物可將兩個(gè)分子膜拉近至2～3 nm[7]。

研究膜融合的主要方法有以下兩種： 第一種方法是使用已知的融合蛋白。這些蛋白可在體外進(jìn)行表達(dá)，也可用于體內(nèi)的融合系統(tǒng)。由于體內(nèi)系統(tǒng)中有很多蛋白參與此過程，所以在體內(nèi)很難將某種蛋白的影響進(jìn)行獨(dú)立研究。此外，由于生物體內(nèi)部組成的復(fù)雜性，體內(nèi)的脂質(zhì)重組研究也常會(huì)得到對(duì)立的結(jié)果。如生物體內(nèi)常存在密度不均勻的蛋白質(zhì)及大小不均勻的脂質(zhì)體等，這些都會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定融合事件的發(fā)生。第二種方法通過合成觸發(fā)膜融合的類似物，深入了解蛋白質(zhì)誘導(dǎo)的膜融合的發(fā)生機(jī)制。常見的膜融合類似物包括源于自然蛋白的膜融合肽及利用互補(bǔ)的DNA鏈。在膜融合肽誘導(dǎo)的膜融合過程中，多肽在脂質(zhì)雙層中以螺旋結(jié)構(gòu)存在，導(dǎo)致脂質(zhì)膜不穩(wěn)定，促使其發(fā)生融合。如病毒和細(xì)胞的融合（圖1C）[4]，兩種融合膜之間沒有特異性識(shí)別分子，只是融合肽和磷脂膜之間的相互作用即可促進(jìn)膜的融合。而DNA鏈誘導(dǎo)的膜融合則是通過錨定在不同脂質(zhì)膜上的DNA堿基互補(bǔ)配對(duì)促進(jìn)膜融合。DNA分子鏈具有高度選擇性且易于合成的優(yōu)點(diǎn)，DNA納米技術(shù)具有可編程性，將膜融合和DNA相結(jié)合，拓寬了膜融合的研究領(lǐng)域。Hook等曾通過對(duì)DNA鏈進(jìn)行膽固醇功能化修飾，將DNA鏈輕易地嵌入磷脂雙分子層中，然后利用互補(bǔ)的DNA分子鏈之間的雜交反應(yīng)將兩個(gè)脂質(zhì)膜結(jié)合在一起[8]。

2?SNARE促進(jìn)膜融合的機(jī)理研究

在生物學(xué)上，融合蛋白作為促進(jìn)膜融合的催化劑可幫助兩個(gè)生物膜克服融合過程中生物膜之間的排斥力，進(jìn)而促進(jìn)膜融合[8]。常見的融合蛋白有SNARE蛋白及病毒融合蛋白[9]。SNARE蛋白是一類生物膜上細(xì)胞間特異性和細(xì)胞質(zhì)靶向蛋白的總稱，SNARE假說認(rèn)為SNARE蛋白由囊泡（v-）SNARE、目標(biāo)（t-）SNARE、N-乙基順丁烯二酰亞胺敏感性的融合蛋白（N-ethylmaleimide-sensitive factor，NSF）和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的可溶性NSF附著蛋白（Soluble NSF attachment protein，SNAP）組成。即使在NSF和SNAP不存在的情況下，囊泡（v-）和目標(biāo)（t-）SNAREs也會(huì)形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)[11]。囊泡融合是最早發(fā)現(xiàn)的SNARE介導(dǎo)的一類膜融合，在融合過程中，SNARE蛋白的復(fù)合結(jié)構(gòu)可誘導(dǎo)后續(xù)的膜融合，SNARE蛋白由疏水的碳末端跨膜域和水溶性的N端區(qū)域組成。在識(shí)別過程中，最初未結(jié)構(gòu)化的SNARE模體自組裝成四螺旋束，這種四螺旋束能被特定的蛋白解離。通常，螺旋束從氮末端開始形成，之后像拉鏈一樣向跨膜區(qū)移動(dòng)，這種移動(dòng)過程會(huì)對(duì)脂質(zhì)膜產(chǎn)生壓力，促進(jìn)融合孔的生成，繼而發(fā)生膜融合。病毒融合蛋白對(duì)于病毒進(jìn)入細(xì)胞的過程起重要作用。病毒入侵細(xì)胞的過程，首先是包裹在病毒周圍的融合多肽先嵌入宿主細(xì)胞的細(xì)胞膜，使融合蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，繼而推動(dòng)兩個(gè)生物膜發(fā)生融合。融合多肽也可通過擾動(dòng)宿主細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)促進(jìn)膜融合，這與SNARE蛋白的組成幾乎相似，即融合蛋白產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)在的力，推動(dòng)兩個(gè)生物膜發(fā)生接觸，最后導(dǎo)致膜融合。

此外，研究發(fā)現(xiàn)，具有卷曲螺旋序列的SNARE模體，可通過相互之間的平行作用形成SNARE復(fù)合結(jié)構(gòu)，如圖2所示[12，13]。這種復(fù)合結(jié)構(gòu)緊鄰跨膜區(qū)，表明SNARE復(fù)合結(jié)構(gòu)的自組裝可將突出囊泡和脂質(zhì)體膜結(jié)合在一起，SNARE復(fù)合結(jié)構(gòu)可提供膜融合所需能量。隨后，神經(jīng)元的SNARE結(jié)構(gòu)被證實(shí)是由4個(gè)平行的α-螺旋組成，2個(gè)來自SNAP-25，另外2個(gè)分別來自突出融合蛋白和突觸泡蛋白，不同膜上SNAREs蛋白的表征顯示SNARE結(jié)構(gòu)具有相似的四螺旋柱狀結(jié)構(gòu)。

3?天然膜融合蛋白類似物促進(jìn)膜融合的研究

3.1?通過DNA修飾的脂質(zhì)體研究膜融合過程

生物膜融合由SNARE家族蛋白嚴(yán)格調(diào)控，轉(zhuǎn)運(yùn)小泡和目標(biāo)蛋白分子間通過特異性識(shí)別發(fā)生相互作用，生成SNARE蛋白復(fù)合物，促使組成細(xì)胞膜的磷脂進(jìn)行重組，使相鄰的脂質(zhì)層發(fā)生融合。受SNARE促進(jìn)膜融合機(jī)理的啟發(fā)，Stengel等[8]利用膽固醇修飾的DNA鏈模擬這種識(shí)別過程，如圖3A所示，疏水端的膽固醇可自發(fā)地嵌入磷脂層，并作為DNA嵌入磷脂層的錨定端，這種膽固醇修飾的DNA鏈具有定向性，使雜交發(fā)生在鏈?zhǔn)絽^(qū)，具有互補(bǔ)序列的DNA鏈修飾的囊泡被拉近，進(jìn)而促進(jìn)膜融合。研究發(fā)現(xiàn)，嵌入膜內(nèi)的DNA鏈的數(shù)量對(duì)膜融合的速率有很大影響?；旌狭字哂休^高的融合效率和融合速率。 Beales等[14]的研究表明，DNA作為可促進(jìn)膜融合的配受體對(duì)，其螺旋的穩(wěn)定性受內(nèi)膜的表面張力調(diào)控，并且脂質(zhì)組成對(duì)嵌入脂質(zhì)體表面的互補(bǔ)DNA的融合溫度有很大影響。

2009年，Chan等[15]研究了不同DNA鏈的序列對(duì)DNA介導(dǎo)的膜融合的影響，通過在DNA鏈的不同端修飾磷脂，嵌入脂質(zhì)層之后的互補(bǔ)DNA可形成反向平行雜交，這種雜交方式可拉近兩個(gè)膜。然而，在2007年，他們?cè)趩蝹€(gè)囊泡與基底脂質(zhì)層融合的實(shí)驗(yàn)中觀察到，由磷脂修飾的DNA介導(dǎo)的膜融合過程中，70%的膜融合處于半融合狀態(tài)，只有5%的融合處于全融合狀態(tài)，如圖3B所示[16]。他們認(rèn)為，這可能是錨定在磷脂膜的DNA的甘油醚只插入了磷脂層的一半，半融合后，磷脂修飾的DNA在目標(biāo)膜中處于自由擴(kuò)散的狀態(tài)從而遠(yuǎn)離脂質(zhì)體。為了驗(yàn)證這個(gè)猜想，他們引入茄尼醇修飾的DNA，茄尼醇是一類C45的類戊二烯醇，當(dāng)茄尼醇只存在于發(fā)生融合的其中一個(gè)囊泡或者兩者都有時(shí)，膜融合的速率提高了2～3倍，這些結(jié)果表明跨膜的錨定基團(tuán)可提高膜融合的效率。

磷脂修飾的DNA鏈不僅能誘導(dǎo)膜融合，而且可輔助SNARE介導(dǎo)膜融合。2015年，Xu等[17]利用磷脂修飾的DNA實(shí)時(shí)調(diào)控SNARE在膜融合中的作用。磷脂修飾的DNA鏈由21個(gè)堿基對(duì)組成，將其嵌在膜遠(yuǎn)端，通過堿基之間特異性互補(bǔ)雜交可將兩個(gè)脂質(zhì)體橋連在一起，嵌入在膜近端的一條鏈用于控制脂質(zhì)體之間的間隔距離。利用DNA的互補(bǔ)配對(duì)拉近膜距離的同時(shí)，t-SNARE和v-SNARE隨著距離的拉近發(fā)生相互作用，從而形成SNARE復(fù)合物，當(dāng)DNA的堿基數(shù)低于40時(shí)，可得到最大融合效率。作為一種操縱本地蛋白程序化的工具，磷脂修飾的DNA可用于調(diào)控其它生物過程。2018年，Sun等[18]利用DNA編程介導(dǎo)的膜融合策略，發(fā)展了向活細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有效遞送蛋白質(zhì)的方法。

在DNA介導(dǎo)的單個(gè)融合事件的研究手段成熟之后，Loffler等[19]利用DNA的可編程性研究了膜融合的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。磷脂修飾的DNA介導(dǎo)的膜融合為自上而下地構(gòu)建納米反應(yīng)器提供了一個(gè)模板。DNA介導(dǎo)的級(jí)聯(lián)膜融合所需溫度低至50℃，這對(duì)于研究在脂質(zhì)體限域的水相反應(yīng)中調(diào)控水的活性對(duì)反應(yīng)的影響有極大的應(yīng)用潛能。有效的程序融合可促進(jìn)新的自下而上合成生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如多成分人工細(xì)胞系統(tǒng)技術(shù)。這種具有靶向細(xì)胞膜特定位點(diǎn)脂質(zhì)體的融合技術(shù)在藥物靶向及基因傳遞方面有重要的應(yīng)用前景。

隨著DNA技術(shù)的發(fā)展，DNA納米結(jié)構(gòu)在細(xì)胞膜上的自組裝已成為一個(gè)強(qiáng)有力的研究工具[20]。與天然的生物膜相比，合成的磷脂膜結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，更利于模型構(gòu)建[21]。2017年，Peng等[22]在模擬細(xì)胞微環(huán)境的脂質(zhì)體膜上，實(shí)現(xiàn)了DNA納米柱的自組裝及自組裝的解離的過程。具有DNA手臂鏈的三維DNA納米柱可通過膽固醇修飾固定在膜表面。通過DNA鏈之間的雜交及腳手鏈介導(dǎo)的鏈置換可有效地調(diào)控DNA納米柱的自組裝。

3.2?利用卷曲螺旋多肽建立的膜融合研究模型

以上研究方法多是模擬了膜融合的過程，簡(jiǎn)要概括了膜融合的基本特征。這些研究所用的模型多是脂質(zhì)體和脂質(zhì)體的融合，并未將融合事件擴(kuò)展至活細(xì)胞的研究上，這在很大程度上限制了膜融合在藥物遞送方面的研究。2016年，Mora等[23]受SNARE蛋白結(jié)構(gòu)啟發(fā)，建立了利用卷曲螺旋肽互補(bǔ)的相互作用進(jìn)行完全人工模擬的靶向膜融合模型。這個(gè)模型和SNARE介導(dǎo)的膜融合有類似的關(guān)鍵性特征。

超分子化學(xué)的發(fā)展為功能材料的設(shè)計(jì)提供了很多便捷方法。細(xì)胞膜內(nèi)的蛋白由于相互間的靜電斥力而很難發(fā)生相互作用，大分子之間的疏水相互作用則可彌補(bǔ)這方面的不足?；诘鞍踪|(zhì)之間的疏水相互作用，可對(duì)膜融合進(jìn)行特異性調(diào)控[24]。設(shè)計(jì)互補(bǔ)的卷曲螺旋組成脂肽嵌入脂質(zhì)體膜中，可有效且快速調(diào)控靶向性膜融合[23，25～28]。此類膜融合脂質(zhì)體是通過將磷脂和脂肽融合在有機(jī)溶劑中制備[27]。 Versluis等[29]設(shè)計(jì)了一種可基于互補(bǔ)脂肽對(duì)的，快速促進(jìn)膜融合的超分子系統(tǒng)。他們通過向普通脂質(zhì)體中添加水溶性的兩親性多肽誘導(dǎo)脂質(zhì)體膜融合。這種方法和常見的脂質(zhì)體制備的方法截然不同，普通脂質(zhì)體多基于融合肽、糖類、糖肽類及DNA復(fù)合物等，該方法可用于脂質(zhì)體和細(xì)胞膜的融合及細(xì)胞膜的刺激活化等[30]。

2013年，Zope等[31]利用光敏材料對(duì)促進(jìn)融合的肽進(jìn)行屏蔽，光敏材料的光誘導(dǎo)效應(yīng)可很快地去屏蔽，使肽鏈發(fā)生相互作用，從而促進(jìn)兩個(gè)脂質(zhì)體膜進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)可控融合（圖4A）。2016年，Kong等[32]設(shè)計(jì)了一種基于卷曲螺旋組成的肽，通過其互補(bǔ)作用，靶向促進(jìn)膜融合（圖4B）。兩種卷曲螺旋肽分別為E和K，通過將E和K脂質(zhì)體混合在一起，膜融合可自發(fā)地進(jìn)行。在自然界中，膜融合受時(shí)間和空間的高度調(diào)控，從而保證融合的正確發(fā)生，維持生物體機(jī)能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同樣，其融合特性可用于載藥和基因運(yùn)輸?shù)哪と诤舷到y(tǒng)，從而控制膜融合發(fā)生的時(shí)間和部位。

4?膜融合研究在藥物運(yùn)輸方面的應(yīng)用

穿膜肽和脂質(zhì)體由于其良好的生物相容性和非入侵性而廣泛應(yīng)用于藥物運(yùn)輸?shù)难芯?。脂質(zhì)體的尺寸通常小于1 μm，是研究生物或生物物理膜性質(zhì)的常用模型; 另外，由于其生物相容性及低毒性，常被用作藥物運(yùn)輸系統(tǒng)。功能化修飾的脂質(zhì)體可向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)小分子，常見的功能分子有帶正電的磷脂、聚合物、抗體、細(xì)胞穿膜肽等。將水溶性的藥物分子包裹在脂質(zhì)體內(nèi)也是常用的藥物運(yùn)輸方法，但有關(guān)將親脂性的藥物包裹在脂質(zhì)體內(nèi)實(shí)現(xiàn)藥物運(yùn)輸?shù)难芯繄?bào)道較少。受細(xì)胞膜上SNARE蛋白的啟發(fā)，Mora等[23]開發(fā)了一種藥物運(yùn)輸系統(tǒng)用于靶向膜融合（圖5A），膜融合系統(tǒng)由兩條互補(bǔ)的兩親肽組成，兩條肽分別嵌在不同的膜上，其互補(bǔ)后形成的卷曲螺旋復(fù)合物可將兩個(gè)對(duì)立的細(xì)胞膜拉至較近的距離，從而促使膜融合的形成。

2017年，Yang等[33]利用脂質(zhì)層包裹的介孔二氧化硅納米顆粒，通過膜融合介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的傳遞。蛋白質(zhì)向細(xì)胞質(zhì)的運(yùn)輸是納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題，因?yàn)榧?xì)胞攝取和溶酶體逃逸的效率很低，阻礙了其在臨床上的應(yīng)用。該工作設(shè)計(jì)了一種含有大孔徑（10 nm）圓盤狀腔的二氧化硅納米顆粒（MSNs），用于細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)遞送的研究，并以細(xì)胞色素C（cytC）為不透膜的蛋白質(zhì)研究模型。為確保膠體的穩(wěn)定性，MSNs表面涂覆了一個(gè)融合脂質(zhì)雙層（LB），細(xì)胞攝取由一對(duì)互補(bǔ)的卷曲螺旋肽誘導(dǎo)。卷曲螺旋肽誘導(dǎo)的膜融合可使細(xì)胞色素C有效地進(jìn)行細(xì)胞遞送，并引發(fā)細(xì)胞凋亡。在內(nèi)吞抑制劑的存在下，這些LB涂層MSNs的有效傳遞表明膜融合是細(xì)胞攝取的主要機(jī)制。這種用卷曲螺旋肽介導(dǎo)膜融合對(duì)于細(xì)胞內(nèi)有效遞送無機(jī)納米粒子或蛋白質(zhì)具有普適性。2018年，Bi等[34]利用脂質(zhì)包裹的磁性納米顆粒實(shí)現(xiàn)了磁場(chǎng)引發(fā)的藥物釋放，這種新的藥物遞送方法對(duì)于癌癥治療具有很大的應(yīng)用潛力。

互補(bǔ)的卷曲螺旋組成的肽鏈，如E4（（EIAALEK）4）和K4（（KIAALKE）4），其和脂質(zhì)體相連可組成一類常見的膜融合引發(fā)劑。受此啟發(fā)，Yang等[35]首次將這種卷曲螺旋肽用于藥物運(yùn)輸，制備E4肽修飾的脂質(zhì)體，并在其中包裹遠(yuǎn)紅外熒光素TOPRO-3碘負(fù)離子（E3-Lipo-TP3），結(jié)果表明，E4脂質(zhì)體可向膜表面表達(dá)K4肽的Hela細(xì)胞遞送TP3分子。此外，他們用脂質(zhì)體包裹E4-Lipo-DOX，證實(shí)該方法還可向細(xì)胞內(nèi)遞送DOX（圖5B）。將GUV（70% POPC和30%膽固醇）包裹的0.8 mmol/L光澤晶熒光染料和脂肽1孵育，得到功能化的GUV，隨后形成的二聚卷曲螺旋結(jié)構(gòu)可促使脂質(zhì)體的融合，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)運(yùn)體3的靶向遞送。最后，在溶液中加入NaCl轉(zhuǎn)運(yùn)體3，將外部的氯化物轉(zhuǎn)化為內(nèi)部的鹽，導(dǎo)致脂質(zhì)體內(nèi)熒光素猝滅。研究表明，與游離的阿霉素相比，E4-Lipo-DOX具有更強(qiáng)的細(xì)胞毒性。為了證明E4/K4卷曲螺旋結(jié)構(gòu)適用于體內(nèi)的藥物運(yùn)輸，他們將E4-Lipo-DOX和E3-Lipo-TP3注射進(jìn)入移植有Hela-K的斑馬魚體內(nèi)，結(jié)果表明，E4脂質(zhì)體可進(jìn)入Hela-K細(xì)胞，E4-Lipo-DOX可抑制癌細(xì)胞的增殖。因此，卷曲螺旋結(jié)構(gòu)可有效且有選擇性地用于體內(nèi)的藥物運(yùn)輸。

5?總結(jié)與展望

脂質(zhì)轉(zhuǎn)染試劑及電穿孔試劑盒的開發(fā)研究對(duì)于細(xì)胞和活體的研究至關(guān)重要。然而，細(xì)胞及生物體是一個(gè)極其復(fù)雜的微環(huán)境，現(xiàn)有研究方法常具有復(fù)雜的機(jī)制，且其對(duì)細(xì)胞行為的影響不可預(yù)測(cè)。膜融合是所有生物體內(nèi)時(shí)刻都在發(fā)生，并且對(duì)于維持生物體的生命活動(dòng)具有重要調(diào)控作用的事件，嚴(yán)格調(diào)控神經(jīng)突觸的傳導(dǎo)、內(nèi)吞、胞吐等生物過程。理解膜融合的基礎(chǔ)生物物理過程不僅有助于深入了解生命過程，而且能為材料科學(xué)開辟一個(gè)新的途徑，同時(shí)為藥物設(shè)計(jì)和基因的傳導(dǎo)提供一個(gè)強(qiáng)有力的工具。另一方面，膜融合和其它技術(shù)的結(jié)合，如DNA納米技術(shù)等，可很大程度上促進(jìn)膜融合領(lǐng)域的發(fā)展。但是，生物膜的組成并不像現(xiàn)有的研究設(shè)計(jì)模型那么簡(jiǎn)單，其表面含有大量的蛋白及糖類，微小的刺激可能會(huì)引起細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)，而現(xiàn)有的研究方法并不能對(duì)所有細(xì)胞產(chǎn)生的行為進(jìn)行合理的解釋。建立正確的膜融合系統(tǒng)，使其組成更加接近真實(shí)的生物狀態(tài)，有助于深入了解生物的生命過程。

References

1?Jahn R，Lang T，Südhof T C. Cell，2003，112（4）： 519-533

2?Wang Y，Li L，Hou C，Lai Y，Long J，Liu J，Zhong Q，Diao J. Semin Cell Dev. Biol.，2016，60： 97-104

3?Harrison S C. Virology，2015，479： 498-507

4?Marsden H R，Tomatsu I，Kros A. Chem. Soc. Rev.，2011，40（3）： 1572-1585

5?Li F，Tiwari N，Rothman J E，Pincet F. Proc. Natl. Acad. Sci. USA，2016，113（38）： 10536-10541

6?D'Agostino M，Risselada H J，Endter L J，Comte-Miserez V，Mayer A. EMBO J.，2018，37（19）： e99193

7?Chen X，Ara D，Wang T M，Gilpin C J，Zimmerberg J，Rizo J. Biophys. J.，2006，90（6）： 2062-2074

8?Stengel G，Zahn R，Hk F. ?J. Am. Chem. Soc.，2007，129（31）： 9584-9585

9?Liu X，Tian F，Yue T，Zhang X，Zhong C. J. Chem. Phys.，2017，147（19）： 194703

10?Spang A. Nature，2017，551（30）： 576-577

11?Chen Y A，Scheller R H. Nat. Rev. Mol. Cell Biol.，2001，2（2）： 98-106

12?Yoon T Y，Okumus B，Zhang F，Shin Y K，Ha T. Proc. Natl. Acad. Sci. USA，2006，103（52）： 19731-19736

13?Mostafavi H，Thiyagarajan S，Stratton B S，Karatekin E，Warner J M，Rothman J E，O'Shaughnessy B. Proc. Natl. Acad. Sci. USA，2017，114（21）： 5455-5460

14?Beales P A，Vanderlick T K. Biophys. J.，2009，96（4）： 1554-1565

15?Chan Y H M，van Lengerich B，Boxer S G. Proc. Natl. Acad. Sci. USA，2009，106（4）： 979-984

16?Flavier K M，Boxer S G. Biophys. J.，2017，113（6）： 1260-1268

17?Xu W，Wang，J，Rothman J E，Pincet F. Angew. Chem. Int. Ed.，2015，54（48）： 14388-14392

18?Sun L，Gao Y，Wang Y，Wei Q，Shi J，Chen N，Li D，F(xiàn)an C. Chem. Sci.，2018，9（27）： 5967-5975

19?Loffler P M G，Ries O，Rabe A，Okholm，A H，Thomsen R P，Kjems J，Vogel S. Angew. Chem. Int. Ed.，2017，56（43）： 13228-13231

20?Czogalla A，Kauert D J，F(xiàn)ranquelim H G，Uzunova V，Zhang Y，Seidel R，Schwille P. Angew. Chem. Int. Ed.，2015，54（22）： 6501-6505

21?van Lengerich B，Rawle R J，Bendix P M，Boxer S G. Biophys. J.，2013，105（2）： 409-419

22?Peng R，Wang H，Lyu Y，Xu L，Liu H，Kuai H，Liu Q，Tan W. J. Am. Chem. Soc.，2017，139（36）： 12410-12413

23?Mora N L，Bahreman A，Valkenier H，Li H，Sharp T H，Sheppard D N，Davis A P，Kros A. Chem. Sci.，2016，7（3）： 1768-1772

24?Zheng T，Bulacu M，Daudey G，Versluis F，Voskuhl J，Martelli G，Raap J，Sevink G J A，Kros A，Boyle A L. RSC Adv.，2016，6（10）： 7990-7998

25?Kumar P，van Son M，Zheng T，Valdink D，Raap J，Kros A，Huber M. PLoS One，2018，13（1）： e0191197

26?Rabe M，Zope H R，Kros A. Langmuir，2015，31（36）： 9953-9964

27?Daudey G A，Zope H R，Voskuhl J，Kros A，Boyle A L. Langmuir，2017，33（43）： 12443-12452

28?Koukalova A，Pokorna S，Boyle A L，Mora N L，Kros A，Hof M，Sachl R. Nanoscale，?2018，10（40）： 19064-19073

29?Versluis F，Voskuhl J，van Kolck B，Zope H，Bremmer M，Albregtse T，Kros A. J. Am. Chem. Soc.，?2013，135（21）： 8057-8062

30?Yang J，Bahreman A，Daudey G，Bussmann J，Olsthoorn R C，Kros A. ACS Central Sci.，2016，2（9）： 621-630

31?Zope H R，Versluis F，Ordas A，Voskuhl J，Spaink H P，Kros A. Angew. Chem. Int. Ed.，?2013，52（52）： 14247-14251

32?Kong L，Askes S H，Bonnet S，Kros A，Campbell F. Angew. Chem. Int. Ed.，2016，55（4）： 1396-1400

33?Yang J，Tu J，Lamers G E M，Olsthoorn R C L，Kros A. Adv. Health Mater.，2017，6： 1700759

34?Bi H，Han X. Chem. Phys. Lett.，2018，706： 455-460

35?Yang J，Shimada Y，Olsthoorn R C，Snaar-Jagalska B E，Spaink H P，Kros A. ACS Nano，2016，10（8）： 7428-735