肿瘤临床研究表明多靶点阻断的疗效要优于单靶点阻断,因此多靶点药物是今后抗肿瘤药物研究的发展方向。EGRF在多种肿瘤中都过表达,是公认的一个肿瘤治疗的靶点。CD13在肿瘤血管内皮细胞高表达,促进新生血管的形成,与肿瘤细胞的侵袭转移相关。单链抗体和靶向肽是靶向药物研究中应用较多的两类靶向分子,将其与活性蛋白融合,可以更好地发挥靶向杀伤作用。LDM是对肿瘤细胞杀伤作用最强的大分子肽类抗肿瘤抗生素,是靶向药物理想的"弹头"药物。本项目以抗EGFR单链抗体和多聚环状NGR为基础,根据LDM可拆分和重建的特性,采用基因重组和分子组装相结合的技术路线,制备一系列以EGFR和CD13为靶点的双靶点融合蛋白scFv-(NGR)3、scFv-LDP-(NGR)3和scFv-LDP-(NGR)3-AE。研究、比较三种融合蛋白的抗肿瘤细胞活性及作用机制,对基于单链抗体和靶向肽的双靶点抗肿瘤药物研究策略进行探讨。
EGFR;CD13;single-chain Fv;target peptide;lidamycin
本项目成功制备了基于EGFR单链抗体、环状NGR肽和力达霉素的双靶点融合蛋白[ER(Fv)-NGR和ER(Fv)-LDP-NGR]、单靶点融合蛋白[ER(Fv)-LDP和LDP-NGR]以及强化融合蛋白[ER(Fv)-LDP-NGR-AE、ER(Fv)-LDP-AE和LDP-NGR-AE],并对其抗肿瘤活性以及作用机制进行了研究。实验结果表明,ER(Fv)-NGR和ER(Fv)-LDP-NGR与EGFR/CD13高表达的肿瘤细胞有较强的结合能力,对肿瘤细胞的体外增殖具有抑制作用,IC50值介于10-7-10-6 mol/L;对人乳腺癌MCF-7裸鼠移植瘤的生长具有抑制作用,抑瘤率分别为45.4%和70.5%。与烯二炔发色团AE组装后,双靶点强化融合蛋白 ER(Fv)-LDP-NGR-AE显示更强烈的杀伤细胞活性,对于MCF-7细胞的IC50值为6.2×10-13 mol/L,细胞毒性强于单靶点强化融合蛋白 ER(Fv)-LDP-AE和LDP-NGR-AE以及力达霉素。双靶点强化融合蛋白ER(Fv)-LDP-NGR-AE对 MCF-7移植瘤的抑制作用更强,0.2 mg/kg剂量的抑瘤率为86.3%,高于等摩尔剂量的 ER(Fv)-LDP-AE(80.3%)、 LDP-NGR-AE(70.0%)以及力达霉素(65.3%)。ER(Fv)-LDP-NGR-AE对EGFR过表达的人鳞癌A431裸鼠移植瘤的抑制率为81.4%,也明显高于等摩尔剂量的单靶点药物以及力达霉素。ER(Fv)-LDP-NGR可引起细胞周期G2/M期阻滞,诱导细胞凋亡,抑制细胞迁移,降低EGFR mRAN及蛋白表达水平。ER(Fv)-LDP-NGR-AE能够通过调节肿瘤细胞信号通路,干扰细胞周期循环和诱导细胞凋亡;通过降低迁移能力和调节MMPs活性,阻碍肿瘤细胞的侵袭转移;抑制内皮细胞形成管腔结构。本研究为建立研制以单链抗体和靶向肽为靶向分子、力达霉素辅基蛋白为“支架”、烯二炔发色团为高效“弹头”的特异性抗体-药物偶联物的技术平台奠定了基础。本项目所涉及内容已发表SCI论文一篇,录用中文核心期刊论文两篇;两次在国内学术会议上进行学术交流。后续研究工作已获得“十二五”创新药物研究开发技术平台资助。