《Nature Communications》：Delivery of peptide coacervates to form stable interaction hubs in cells
编辑推荐：
本研究针对细胞器功能衰退导致的疾病问题，开发了一种肽基凝聚体递送技术，成功将负载纳米抗体和bioPROTACs的合成细胞器移植至活细胞，实现了对天然表达GFP的靶向捕获与降解，为细胞工程和再生医学提供了新工具。
细胞是生命活动的基本单位，其内部存在膜结合细胞器（如线粒体）和无膜细胞器（如核仁）等精密分工的结构，这些区域如同微型工厂，为特定生化反应提供空间隔离环境。然而，随着年龄增长或疾病发生，这些天然细胞器的功能会逐渐衰退，导致细胞内环境紊乱。如何修复或增强细胞功能，成为生物医学领域的重大挑战。近年来，科学家将目光投向一种创新策略：向细胞内递送人工合成的蛋白质材料，使其直接参与细胞内的生物学网络交互。
本研究开发了一种突破性方法，能够将稳定的微米级肽基凝聚体高效递送至活细胞内。研究人员通过负载纳米抗体和生物蛋白降解靶向嵌合体（bioPROTACs），使这些合成结构成功捕获细胞内天然表达的绿色荧光蛋白（GFP），并作为微型生物反应器选择性降解目标蛋白。该成果发表于《Nature Communications》，为构建可体外制备并被细胞摄取的人工细胞器迈出关键一步，对细胞工程和再生医学具有重要应用价值。
关键技术方法包括：肽基凝聚体的制备与稳定性优化、基于配体-受体作用的细胞内递送策略、纳米抗体与bioPROTACs的功能负载技术，以及活细胞中目标蛋白 sequestration（隔离）和降解的效率验证（使用人源细胞系）。
肽基凝聚体的设计与细胞内递送
通过优化两亲性肽序列的自组装条件，形成稳定性高、生物相容性好的微米级凝聚体。利用细胞膜穿透肽修饰表面，实现高效胞内递送，且递送后凝聚体在细胞内保持结构完整性超过72小时。
合成细胞器对GFP的靶向捕获
将特异性结合GFP的纳米抗体嵌入凝聚体后，通过共聚焦显微镜和流式细胞术验证，合成细胞器可有效捕获细胞内天然表达的GFP，形成明显的蛋白富集区域。
bioPROTACs介导的蛋白降解功能
在凝聚体中负载靶向GFP的bioPROTACs（利用泛素-蛋白酶体系统），发现细胞内GFP信号在24小时内显著降低，证明合成细胞器具备定向降解特定蛋白的能力。
结论与意义
该研究首次实现了将体外制备的肽基凝聚体作为功能化人工细胞器高效递送至活细胞，并证明其能够模拟天然细胞器的靶蛋白调控功能。这类可定制的人工相互作用枢纽，为纠正疾病相关的细胞功能缺陷提供了新思路，尤其在遗传病治疗（如降解错误折叠蛋白）和细胞重编程领域潜力显著。此外，该平台技术的模块化设计允许灵活替换靶向元件，未来或可扩展至多种细胞内病理过程的干预。
