研究人员此前的研究表明，弹性蛋白-胶原纳米颗粒（ECnPs）可通过调控特定偶联物中弹性蛋白样肽（ELPs）和胶原样肽（CLPs）的序列长度，自组装成包括纳米板和纳米囊泡在内的不同形态。本研究中，研究人员证明对于给定的ECnP序列，其形态也可通过改变溶液pH值和/或封装药物的量来进行调控。具体而言，肽序列(VPGYG)6-(GPO)8在碱性条件下优先形成纳米囊泡，但在酸性条件下组装成纳米板。另一序列(VPGWG)2(VPGFG)2-(GPO)8在负载高浓度地塞米松-羧基荧光素（Dex-CF）时产生纳米囊泡，但在较低药物负载下转变为纳米板。此外，除了在特定初始溶液条件下观察到不同形态外，研究还表明可以通过随时间释放Dex-CF来触发给定ECnP的囊泡到板的转变。这些结果强调了控制ECnP形态的多种途径，扩展了它们作为灵活高效的药物递送平台的应用性。
研究背景方面，基于多肽的自组装纳米载体因具备良好的生物相容性和可修饰性，在药物递送领域备受关注。载体的几何形态是影响细胞摄取、药代动力学和治疗效果的关键因素，非球形结构往往表现出更优异的细胞穿透能力和长循环特性。然而，目前对于如何通过单一序列的多肽偶联物，利用环境刺激或负载内容物的变化来实现形貌的动态、可逆调控，仍缺乏深入的理解。为此，研究人员开展了针对弹性蛋白-胶原肽偶联物（ECCs）的研究，旨在探索通过调节溶液pH值和疏水性药物负载量，实现对纳米颗粒从纳米板到纳米囊泡形态转变的精确控制，并评估其在药物控释中的应用潜力。该研究发表在了《Biomaterials Science》期刊上。
关键技术方法方面，研究人员主要采用了四种核心技术。一是圆二色光谱（CD）技术，用于表征胶原样肽（CLP）结构域的三螺旋构象及其热变性温度（Tm）。二是动态光散射（DLS）技术，用于监测不同温度和条件下的流体力学直径变化。三是透射电子显微镜（TEM）技术，这是本研究最核心的手段，用于直观观察和确认纳米颗粒的具体形貌（如囊泡、纳米板、针状结构）。四是药物释放与表征实验，结合透析法和荧光光谱监测，分析药物包封率及释放动力学，并在释放过程中定时取样进行TEM观察以关联形貌演变。
研究结果分为以下几个部分：
弹性蛋白-胶原肽的选择。研究人员选取了含有酪氨酸（Y）的序列Y6-G8（包含羧基末端Y6-G8-COOH和酰胺末端Y6-G8）以及含色氨酸/苯丙氨酸的序列W2F2-G8。旨在通过改变pH值调节Y的侧链电离状态，以及通过负载疏水性药物Dex-CF来调节ELP层的疏水体积，从而探究其对组装行为的调控作用。
ECC的合成。通过固相多肽合成法（SPPS）分别制备了ELP和CLP结构域，并利用铜介导的叠氮-炔环加成反应（点击化学）成功将两者偶联，获得了高纯度的目标偶联物，经质谱（ESI-MS）和高效液相色谱（HPLC）验证结构正确。
胶原结构域三螺旋的形成。CD光谱结果显示，在不同pH环境及不同药物负载比例下，CLP结构域均能在低温下形成稳定的三螺旋结构，且药物负载并未破坏其基本骨架，但高浓度药物可能通过氢键作用影响信号的信噪比。
不同溶液条件调节ECnP组装。DLS数据显示，Y6-G8在pH 5.0和9.0下的粒径变化差异显著，证实了其温敏性和pH响应性。对于W2F2-G8，Dex-CF的加入显著降低了其最低临界溶解温度（LCST），使得原本在生理温度下无法组装的体系能够在37°C下形成纳米颗粒。
表面电荷诱导的形态转变。对于C端带羧基的Y6-G8-COOH，TEM观察发现，在pH 1.0（质子化，表面电中性）时形成低曲率的片状结构；而在pH 5.0和9.0（去质子化，表面带负电）时，静电斥力导致形成高长径比的针状结构。混合组装实验进一步定量证实了表面电荷密度与形态长径比之间的反比关系。
ELP亲水性诱导的形态变化。对于表面不带电荷的Y6-G8，TEM结果显示在pH 5.0时形成纳米板，而在pH 9.0时转变为纳米囊泡。这是由于高pH下酪氨酸酚羟基电离引入负电荷，增加了亲水性和空间位阻，改变了ELP与CLP的有效长度比，从而驱动了从层状向囊泡的转变，且该过程具有可逆性。
药物包裹触发的形态改变。W2F2-G8本身在50°C形成纳米板，但在包裹高浓度Dex-CF后，在37°C即可形成纳米囊泡。这是因为药物分子嵌入ELP疏水层，增大了其有效体积，导致曲率增加从而形成球形结构。随着药物负载量的减少，形态逐渐由囊泡向纳米板过渡。
讨论与结论部分指出，本研究成功展示了单一序列的ECCs如何响应pH值和药物负载发生可逆的形态转变。对于Y6-G8体系，pH升高导致的酪氨酸电离是形态转变的主要驱动力；对于W2F2-G8体系，疏水性药物Dex-CF的负载量是决定其形成囊泡还是纳米板的关键。这种通过环境因素或 cargo （载荷）来调节载体形态的能力，不仅深化了对多肽自组装机制的理解，更为设计智能型、响应性药物递送系统提供了新的策略，有助于优化药物的包封、控释及治疗效率。
