受体簇复合物的形成不限于整联蛋白家族或Eph受体。来自不同结构类别的各种细胞表面受体均可以组装成多受体复合物,从而触发许多生物学功能,例如用于免疫识别的T细胞受体(TCR),用于趋化性的30种甲基受体趋化蛋白(MCP)和用于神经元信号传递的mGluR。这些二聚体或寡聚体复合物以惊人的高灵敏度控制细胞反应,这为通过纳米材料与细胞表面受体之间的相互作用控制细胞级联信号转导提供了一种手段。调控细胞膜受体聚集的策略(1)分子纳米图案纳米光刻技术产生的纳米结构表面能够产生高度有序的多价金属表面结合配体与细胞膜受体的相互作用。多年来,高度有序的分子纳米图形已经被用来研究细胞之间的相互作用,基底的纳米尺度特征以及揭示细胞粘附和粘着形成的关键机制和过程。在2007年,M. J. Dalby小组提出了无序纳米模式对于诱导MSC快速成骨的重要性。结果表明,无序纳米结构可以控制MSC成骨,其成骨效率与化学刺激相当。他们的研究结果首次证明,高度有序的纳米图案产生了低到可以忽略不计的细胞粘附和成骨细胞分化。然而,在随机纳米图案上培养的细胞显示出更多的成骨细胞分化。除了光刻方法外,各种新型纳米材料如自组装聚合物或多肽超结构,为分子纳米图案平台的开发提供了新的机会。例如,Yui研究小组报告了RGD肽修饰的动态聚轮烷(PRX)表面,用于诱导整合素的快速反应。PRX是一种在线性客体分子(聚乙二醇,PEG)上含有可移动宿主分子的超分子(α-环糊精)。经RGD修饰的α-CD可以沿着PEG主链自由移动。使用表面等离子体共振(SPR)表征配体-受体结合,证明附着在高度动态表面上的RGD肽可提高与整联蛋白的接触频率并诱导快速的细胞反应,可用于开发新型生物医学设备,例如高性能细胞分选表面或生物芯片。与先进的成像技术结合使用时,分子纳米模式平台可用于检查活细胞中细胞表面受体的聚集动力学。在最近的工作中,Martinez小组开发了一种新技术,用于测量活细胞中Eph受体低聚的动力学。该技术可以高敏感地检测Eph-B2受体的低聚状态,并实时定量跟踪Eph-B2受体的低聚过程。结果表明,随机分布的表面结合配体不足以完全诱导受体聚集。然而,纳米图案的配体可以有效地诱导强烈的受体寡聚化(图2)。
图2 a)用于调节Eph-B2受体簇的Ephrin-B1纳米模式图。b)AFM图像显示了使用自组装共聚物形成的规则尺寸的Ep