质膜相关氧化石墨烯作为调控细胞表面受体信号传导的平台:一项聚焦整合素的概念验证研究

root 提交于 周四, 08/27/2026 - 02:47
氧化石墨烯(GO)主要被研究用作治疗性分子进行细胞内递送的载体。在先前的研究中,我们鉴定出一种依赖于细胞类型的相互作用模式:在癌细胞中,GO主要与质膜保持关联,而在非癌性上皮细胞中则被内化。在本研究中,我们探讨了与质膜相关联的GO是否可作为呈递生物活性配体的平台,并影响癌细胞中的细胞表面受体信号传导。为检验这一假设,我们在胶质母细胞瘤细胞模型中,采用与GO非共价复合的含RGD肽,以靶向质膜上的整合素受体。我们评估了GO-肽相互作用、细胞相互作用/摄取、迁移性以及黏着斑信号传导相关读出。采用2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBSA)检测法对肽结合进行定量,并通过原子力显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和胶体测量对GO进行了表征。复合形成后即刻,约70%的RGD与GO结合。肽结合增强了氮信号,并使GO的主XRD峰发生偏移,同时保留了纳米片形貌。 在具有不同整合素阳性比例的U87和U251胶质母细胞瘤细胞,以及非癌性BEAS-2B支气管上皮细胞中,考察了其生物学响应。共聚焦显微镜显示,在U87和U251细胞中,GO和GO:RGD仍主要定位于质膜,而在BEAS-2B细胞中则观察到更高程度的胞内定位。重要的是,GO:RGD显著降低了细胞迁移性的关键指标:降低了U87和U251细胞的细胞速度,且轨迹分析和均方位移分析进一步支持细胞运动受限。游离RGD无显著作用,而单独GO仅在U251细胞中引起较小程度的迁移性下降。任何处理均未显著改变BEAS-2B细胞的迁移性。流式细胞术还显示,在GO:RGD处理的U87细胞中,与pFAK相关的信号降低。这些结果确立了一个概念验证,即GO依赖于细胞系的质膜定位可被利用为一种膜相关纳米-生物界面,用于呈递作用于细胞表面的活性配体,从而为开发可调控受体介导信号传导和细胞行为的GO基平台开辟了道路。

氧化石墨烯(GO)主要被研究作为治疗分子胞内递送的载体。在先前的工作中,我们鉴定出一种依赖于细胞类型的相互作用模式,其中GO在癌细胞中主要与质膜相关联,而在非癌性上皮细胞中则被内化。在本研究中,我们探讨了质膜相关的GO是否可作为呈递生物活性配体的平台,并影响癌细胞中的细胞表面受体信号传导。为检验这一假设,我们使用与GO通过非共价方式形成复合物的含RGD肽,在胶质母细胞瘤细胞模型中靶向质膜上的整合素受体。我们评估了GO-肽相互作用、细胞相互作用/摄取、运动性以及黏着斑信号传导的读出指标。采用2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBSA)测定法对肽结合进行定量,并通过原子力显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和胶体测量对GO进行了表征。复合形成后即刻,约70%的RGD与GO相关联。肽结合增加了氮信号,并使GO的主XRD峰发生位移,同时保留了纳米片形貌。生物学响应在具有不同整合素阳性细胞比例的U87和U251胶质母细胞瘤细胞,以及非癌性BEAS-2B支气管上皮细胞中进行了考察。共聚焦显微镜显示,在U87和U251细胞中,GO和GO:RGD主要定位于质膜,而在BEAS-2B细胞中则观察到更多的胞内定位。重要的是,GO:RGD显著降低了细胞运动性的关键指标:在U87和U251细胞中降低了细胞速度,轨迹分析和均方位移分析进一步支持了细胞运动受限这一结论。游离RGD无显著作用,而单独GO仅在U251细胞中引起较小程度的运动性降低。任何处理均未显著改变BEAS-2B的运动性。流式细胞术还显示,在GO:RGD处理的U87细胞中,与pFAK相关的信号降低。这些结果确立了一个概念验证:GO依赖于细胞系的质膜定位可被利用为一种膜相关的纳米-生物界面,用于呈递作用于细胞表面的配体,并为开发基于GO的平台以调控受体介导的信号传导和细胞行为开辟了道路。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.25.747094v1?rss=1

🏷️ 氧化石墨烯 整合素信号传导 RGD肽 胶质母细胞瘤 细胞迁移 质膜纳米界面