Rational Design of a Polymer with Robust Efficacy for Intracellular Protein and Peptide Delivery

Nano Letters

Volumn 17, Issue 3, 2017, Pages 1678-1684

  Chang, Hong ^a   Lv, Jia ^a   Gao, Xin ^b   Wang, Xing ^a   Wang, Hui ^a   Chen, Hui ^a   He, Xu ^a   Li, Lei ^a   Cheng, Yiyun ^a  

^a EAST CHINA NORMAL UNIVERSITY   (China)

^b SECOND MILITARY MEDICAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

peptide delivery; polymer; protein delivery; Rational design; robust efficacy

Indexed keywords

BINS; BIOCHEMISTRY; BODY FLUIDS; CELL DEATH; MOLECULAR BIOLOGY; PEPTIDES; POLYMERS; SCAFFOLDS (BIOLOGY);

BIOPHARMACEUTICAL DRUGS; BOVINE SERUM ALBUMINS; INTRACELLULAR PROTEINS; PEPTIDE DELIVERY; PROTEIN DELIVERY; PROTEIN MODIFICATIONS; RATIONAL DESIGN; ROBUST EFFICACY;

PROTEINS;

DENDRIMER; DRUG CARRIER; PEPTIDE; POLYMER; PROTEIN;

ANIMAL; CHEMISTRY; CYTOSOL; DRUG DELIVERY SYSTEM; ENDOCYTOSIS; HELA CELL LINE; HUMAN; METABOLISM; MOUSE; NIH 3T3 CELL LINE;

ANIMALS; CYTOSOL; DENDRIMERS; DRUG CARRIERS; DRUG DELIVERY SYSTEMS; ENDOCYTOSIS; HELA CELLS; HUMANS; MICE; NIH 3T3 CELLS; PEPTIDES; POLYMERS; PROTEINS;

EID: 85014908782     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b04955     Document Type: Article

References (39)

1. Mitragotri, S.; Burke, P. A.; Langer, R. Nat. Rev. Drug Discovery 2014, 13, 655-672 10.1038/nrd4363
2. Lee, K.; Rafi, M.; Wang, X.; Aran, K.; Feng, X.; Lo Sterzo, C.; Tang, R.; Lingampalli, N.; Kim, H. J.; Murthy, N. Nat. Mater. 2015, 14, 701-706 10.1038/nmat4269
3. Zuris, J. A.; Thompson, D. B.; Shu, Y.; Guilinger, J. P.; Bessen, J. L.; Hu, J. H.; Maeder, M. L.; Joung, J. K.; Chen, Z. Y.; Liu, D. R. Nat. Biotechnol. 2014, 33, 73-80 10.1038/nbt.3081
4. Postupalenko, V.; Desplancq, D.; Orlov, I.; Arntz, Y.; Spehner, D.; Mely, Y.; Klaholz, B. P.; Schultz, P.; Weiss, E.; Zuber, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 10583-10586 10.1002/anie.201505437
5. Dixon, J. E.; Osman, G.; Morris, G. E.; Markides, H.; Rotherham, M.; Bayoussef, Z.; El Haj, A. J.; Denning, C.; Shakesheff, K. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2016, 113, E291-299 10.1073/pnas.1518634113
6. Akinc, A.; Zumbuehl, A.; Goldberg, M.; Leshchiner, E. S.; Busini, V.; Hossain, N.; Bacallado, S. A.; Nguyen, D. N.; Fuller, J.; Alvarez, R.; Borodovsky, A.; Borland, T.; Constien, R.; de Fougerolles, A.; Dorkin, J. R.; Narayanannair Jayaprakash, K.; Jayaraman, M.; John, M.; Koteliansky, V.; Manoharan, M. et al. Nat. Biotechnol. 2008, 26, 561-569 10.1038/nbt1402
7. Semple, S. C.; Akinc, A.; Chen, J.; Sandhu, A. P.; Mui, B. L.; Cho, C. K.; Sah, D. W.; Stebbing, D.; Crosley, E. J.; Yaworski, E.; Hafez, I. M.; Dorkin, J. R.; Qin, J.; Lam, K.; Rajeev, K. G.; Wong, K. F.; Jeffs, L. B.; Nechev, L.; Eisenhardt, M. L.; Jayaraman, M. et al. Nat. Biotechnol. 2010, 28, 172-176 10.1038/nbt.1602
8. Wang, H.; Wang, Y.; Wang, Y.; Hu, J.; Li, T.; Liu, H.; Zhang, Q.; Cheng, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 11647-11651 10.1002/anie.201501461
9. Lee, Y.; Ishii, T.; Kim, H. J.; Nishiyama, N.; Hayakawa, Y.; Itaka, K.; Kataoka, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2552-2555 10.1002/anie.200905264
10. Lee, Y.; Ishii, T.; Cabral, H.; Kim, H. J.; Seo, J. H.; Nishiyama, N.; Oshima, H.; Osada, K.; Kataoka, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 5309-5312 10.1002/anie.200900064
11. Eltoukhy, A. A.; Chen, D.; Veiseh, O.; Pelet, J. M.; Yin, H.; Dong, Y.; Anderson, D. G. Biomaterials 2014, 35, 6454-6461 10.1016/j.biomaterials.2014.04.014
12. Wu, J.; Kamaly, N.; Shi, J.; Zhao, L.; Xiao, Z.; Hollett, G.; John, R.; Ray, S.; Xu, X.; Zhang, X.; Kantoff, P. W.; Farokhzad, O. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 8975-8979 10.1002/anie.201404766
13. Ghosh, P.; Yang, X.; Arvizo, R.; Zhu, Z. J.; Agasti, S. S.; Mo, Z.; Rotello, V. M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2642-2645 10.1021/ja907887z
14. Chen, Y. P.; Chen, C. T.; Hung, Y.; Chou, C. M.; Liu, T. P.; Liang, M. R.; Chen, C. T.; Mou, C. Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1516-1523 10.1021/ja3105208
15. Wang, M.; Alberti, K.; Sun, S.; Arellano, C. L.; Xu, Q. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 2893-2898 10.1002/anie.201311245
16. Wang, M.; Sun, S.; Neufeld, C. I.; Perez-Ramirez, B.; Xu, Q. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 13444-13448 10.1002/anie.201407234
17. Fu, J.; Yu, C.; Li, L.; Yao, S. Q. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 12153-12160 10.1021/jacs.5b08130
18. Noh, Y. W.; Hong, J. H.; Shim, S. M.; Park, H. S.; Bae, H. H.; Ryu, E. K.; Hwang, J. H.; Lee, C. H.; Cho, S. H.; Sung, M. H.; Poo, H.; Lim, Y. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 7684-7689 10.1002/anie.201302881
19. Nischan, N.; Herce, H. D.; Natale, F.; Bohlke, N.; Budisa, N.; Cardoso, M. C.; Hackenberger, C. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 1950-1953 10.1002/anie.201410006
20. June, R. K.; Gogoi, K.; Eguchi, A.; Cui, X. S.; Dowdy, S. F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10680-10682 10.1021/ja1040418
21. Meuzelaar, H.; Panman, M. R.; Woutersen, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 15255-15259 10.1002/anie.201508601
22. Okuro, K.; Kinbara, K.; Tsumoto, K.; Ishii, N.; Aida, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1626-1627 10.1021/ja800491v
23. Jin, E.; Zhang, B.; Sun, X.; Zhou, Z.; Ma, X.; Sun, Q.; Tang, J.; Shen, Y.; Van Kirk, E.; Murdoch, W. J.; Radosz, M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 933-940 10.1021/ja311180x
24. Liu, Z.; Xiong, M.; Gong, J.; Zhang, Y.; Bai, N.; Luo, Y.; Li, L.; Wei, Y.; Liu, Y.; Tan, X.; Xiang, R. Nat. Commun. 2014, 5, 4280 10.1038/ncomms5280
25. Kondo, E.; Saito, K.; Tashiro, Y.; Kamide, K.; Uno, S.; Furuya, T.; Mashita, M.; Nakajima, K.; Tsumuraya, T.; Kobayashi, N.; Nishibori, M.; Tanimoto, M.; Matsushita, M. Nat. Commun. 2012, 3, 951 10.1038/ncomms1952
26. Fonseca, A. C.; Frias, M. A.; Bouchet, A. M.; Jarmelo, S.; Simoes, P. N.; Fausto, R.; Gil, M. H.; Lairion, F.; Disalvo, E. A. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 5946-5952 10.1021/jp101007b
27. Zeng, H.; Little, H. C.; Tiambeng, T. N.; Williams, G. A.; Guan, Z. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4962-4965 10.1021/ja400986u
28. Wang, F.; Wang, Y.; Wang, H.; Shao, N.; Chen, Y.; Cheng, Y. Biomaterials 2014, 35, 9187-9198 10.1016/j.biomaterials.2014.07.027
29. Wang, H.; Huang, Q.; Chang, H.; Xiao, J.; Cheng, Y. Biomater. Sci. 2016, 4, 375-390 10.1039/C5BM00532A
30. Wang, X.; Wang, C.; Zhang, Q.; Cheng, Y. Chem. Commun. 2016, 52, 978-981 10.1039/C5CC08391E
31. Wang, M.; Liu, H.; Li, L.; Cheng, Y. Nat. Commun. 2014, 5, 3053 10.1038/ncomms4053
32. Wang, D. W.; Peng, Z. J.; Ren, G. F.; Wang, G. X. Oncotarget 2015, 6, 37098-37116
33. Yeo, C. C.; Abu Bakar, F.; Chan, W. T.; Espinosa, M.; Harikrishna, J. A. Toxins 2016, 8, 49 10.3390/toxins8020049
34. Perea, S. E.; Reyes, O.; Puchades, Y.; Mendoza, O.; Vispo, N. S.; Torrens, I.; Santos, A.; Silva, R.; Acevedo, B.; Lopez, E.; Falcon, V.; Alonso, D. F. Cancer Res. 2004, 64, 7127-7129 10.1158/0008-5472.CAN-04-2086
35. Li, M.; Liu, P.; Gao, G.; Deng, J.; Pan, Z.; Wu, X.; Xie, G.; Yue, C.; Cho, C. H.; Ma, Y.; Cai, L. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 8005-8012 10.1021/acsami.5b00329
36. Zhao, M.; Liu, Y.; Hsieh, R. S.; Wang, N.; Tai, W.; Joo, K. I.; Wang, P.; Gu, Z.; Tang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15319-15325 10.1021/ja508083g
37. Tseng, S. J.; Liao, Z. X.; Kao, S. H.; Zeng, Y. F.; Huang, K. Y.; Li, H. J.; Yang, C. L.; Deng, Y. F.; Huang, C. F.; Yang, S. C.; Yang, P. C.; Kempson, I. M. Nat. Commun. 2015, 6, 6456 10.1038/ncomms7456
38. Zhou, J.; Liu, J.; Cheng, C. J.; Patel, T. R.; Weller, C. E.; Piepmeier, J. M.; Jiang, Z.; Saltzman, W. M. Nat. Mater. 2011, 11, 82-90 10.1038/nmat3187
39. Yang, J.; Hendricks, W.; Liu, G.; McCaffery, J. M.; Kinzler, K. W.; Huso, D. L.; Vogelstein, B.; Zhou, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 14717-14722 10.1073/pnas.1313330110