Nature 子刊！国内团队新型递送策略实现时空控制，抑制肿瘤转移

癌症从原发部位到第二部位的转移，即转移侵袭性，是目前癌症治疗的棘手问题。而钙粘蛋白是影响细胞迁移的关键调节因子。重磅！近期国内团队在 Signaling Transduction and Targeted therapy 发表研究成果，该研究开发一种新型基因递送策略靶向E-钙粘蛋白，实现钙粘蛋白核基因递送的时空控制。发现在肿瘤细胞周期 G2/M 期的核基因递送可有效抑制肿瘤的侵袭和转移[1]。研究利用免疫蛋白印迹检测肿瘤细胞经不同处理后钙粘蛋白表达水平的变化。

临床多中心研究力证钙粘蛋白与肿瘤密切相关，国际顶刊柳叶刀 Lancet Oncology 年初曾发表大规模多中心临床研究，表明钙粘蛋白家族之一 CDH1 突变（截断致病变体等）可导致遗传性弥漫性胃癌和小叶性乳腺癌[2]。除了 CDH1，目前多种钙粘蛋白有望成为治疗靶点，如 CDH2、CDH3、CDH6、CDH17 等。

钙粘蛋白及功能：组织稳态维持者

钙粘蛋白是钙依赖性粘附分子的超家族，属于跨膜糖蛋白，至少有六个亚家族，CDH 家族拥有 23 个成员，从 CDH1 到 CDH26。钙粘蛋白在组织稳态中起重要作用，促进组织发育、突触粘附和上皮屏障功能[3-6]。许多致癌信号通路修饰钙粘蛋白细胞-细胞粘附，如 p27 介导的信号传导、MAPK、Ras、Rac1 信号传导、PI3K/AKT 信号传导以及 Hippo 信号传导。钙粘蛋白的异常表达与肿瘤的转移、血管生成、粘附和侵袭有关。如在肿瘤细胞中 TGF-β1、Wnt/β-catenin、EGFR 和 NF-κB 等调控 CDH2 的表达。

图 1. 癌细胞内钙粘蛋白超家族分子间相互作用和生物活性

CDH1 在上皮肿瘤中表达下调（橙色显示），导致侵袭增加。CDH2 表达上调，标志着上皮间质转化（EMT），被称为钙粘蛋白「开关」。CDH2 与成纤维细胞生长因子受体（FGFR）相关，导致持续的 FGFR 信号传导和癌症进展，而且 CDH2 活化核 β-catenin 活性。CDH3 的表达取决于肿瘤类型。CDH17 的上调可促进胃肠道恶性肿瘤。CDH5 的表达依赖于 CDH2 的上调，并有助于肿瘤的生长和扩散。癌细胞中 CDH13 的缺失会通过增加表皮生长因子受体（EGFR）信号传导促进肿瘤生长。在乳腺癌中，PCDH7 上调会促进恶性肿瘤（问号表示未解决的机制）。

钙粘蛋白功能的改变与癌症、血管及其他疾病有关。CDH1 和 CDH2，在癌症（如胃癌、结直肠癌和乳腺癌等）的侵袭和转移中发挥重要作用[7-8]。CDH5 与血管生成和血管疾病、CDH13 与动脉粥样硬化和某些癌症、CDH17 与肝脏发育和癌变[9-11]。

钙粘蛋白与疾病：疾病治疗新靶点

在药物开发中，多种钙粘蛋白已成为潜在的疾病治疗靶点，包括 CDH1、CDH2、CDH5、CDH13/H-Cadherin 和 CDH17/LI-cadherin 等，在某些癌症（如胃癌、结肠癌、肝癌）和黑色素瘤、动脉粥样硬化、纤维化、婴儿呼吸窘迫综合征和糖尿病视网膜病变等疾病中具有治疗潜力[12-18]。因此，重组钙粘蛋白是助力生物医学研究的重要工具，能够为癌症、心血管和 COVID-19 等疾病以及纳米级细胞接触引导技术、抗体破碎等技术提供支持[19-24]。作为重组技术的全球领导者，义翘神州提供全面的重组钙粘蛋白及抗体产品，包括 CDH1、CDH2、CDH4/R-Cadherin、CDH5、CDH6/K-Cadhedin、CDH8、CDH12、CDH13、CDH16/Ksp-Cadherin、CDH17 和 CDH18，支持新型抗癌药物的开发，推动癌症和其他疾病治疗的革命性进展。

钙粘蛋白应用：基础研究有力武器

研究人员使用这些蛋白质来探索细胞行为、粘附机制、自身抗体介导的切割和病毒-宿主相互作用，为疾病治疗和药物开发提供帮助。

1. 基质涂层应用，研究黏附机制

Eftekharjoo 研究团队发现上皮细胞弹性对钙粘蛋白黏附分布的调控，研究中以重组 CDH1（E-Cadherin）-Fc 蛋白（购自义翘神州，货号：10204-H02H）为涂层构建软硅胶基质，研究 E-Cadherin 蛋白粘附机制，对以上皮细胞弹性改变为特征的癌症等疾病治疗具有重要意义。

设计具有亚 kPa 和几 kPa 弹性的定向重组 CDH1（E-Cadherin）-Fc 蛋白（购自义翘神州，货号：10204-H02H）涂层的软硅胶基质。E-钙粘蛋白底物与贴壁细胞示意图（A）；细胞在钙粘蛋白底物上经 β-catenin 和 paxillin 染色的免疫荧光图（B-E）。

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2．筛选特异性抗体，用于 ELISA 检测

Anna M Wu 研究团队设计专门的 scFv 噬菌体展示文库，能够快速将选定的 scFv 重构为抗体，加速早期抗体发现过程。其中用到 CDH2 重组蛋白（购自义翘神州，货号：10204-H02H）为抗原，构建 scFv 全人源噬菌体展示文库筛选双特异性抗体，并通过 ELISA 验证抗体与 CDH2 重组蛋白的亲和力。

ELISA 包埋 CDH2 重组蛋白（购自义翘神州，货号：10204-H02H）检测 anti-Ncad scFvs 抗体亲和力，其中 A6 显示出高亲和力，解离常数低至 1.5nM。

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3. 免疫印迹检测，确定蛋白表达情况

Jens Waschke 研究团队通过对心肌症（AC）发病机制的探索，提出自身抗体切割的桥粒粘蛋白（DSG2）可作为疾病诊断的标志。研究对 CDH2（N-Cadherin）重组蛋白（购自义翘神州，货号：11039-H03H）进行免疫染色解离、WB 免疫印迹等分析，结果发现 AC 患者自身抗体对 CDH2 和 DSG2 具有催化活性，减少粘附分子间的相互作用。此外，Yue Shen 等人研究发现颗粒酶 B（GzmB）裂解重组 CDH5（VE-Cadherin）蛋白（购自义翘神州，货号：50192-M08H）导致内皮屏障功能破坏和血管通透性增加，影响心脏纤维化发展。

来自 AC 患者（AC1-15）及健康对照供体的 IgG（IgG），水（H2O），不经过或经过蛋白酶抑制剂处理（C或I），加入 200ng CDH2（购自义翘神州，货号：11039-H03H），37℃ 孵育 4 小时后，通过 SDS-PAGE 分析 IgG 对 CDH2 的裂解效果（#表示被切割的片段）

GzmB 介导的 CDH5（购自义翘神州，货号：50192-M08H）裂解的蛋白印迹结果。箭头指示 CDH5 裂解的片段，丝氨酸蛋白酶抑制剂 SA3N 的存在抑制 CDH5 的裂解。

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4. 免疫印迹和质谱检测联用

Bobo Dang 团队利用高通量的底物噬菌体展示和蛋白质网络分析相结合的方法，识别 SARS-CoV-2 病毒蛋白酶的底物。研究通过体外裂解实验确定 CDH6（购自义翘神州，货号：10150-H08H）和 CDH12（购自义翘神州，货号：10317-H08H）是蛋白酶 3CLpro 的新型底物，进一步加深 SARS-COV-2 与宿主相互作用机制的了解。

体外裂解实验验证 CDH6（购自义翘神州，货号：10150-H08H）和 CDH12（购自义翘神州，货号：10317-H08H）是 3CLPro 的新型底物。图 A：CDH6 和 CDH12 裂解电泳图，泳道 1 和 4 为 3CLpro，泳道 2 和 5 分别为 CDH6 和 CDH12 重组蛋白，泳道 3 和 6 为 3CLpro 与 CDH6 或 CDH12 在 37℃ 孵育 4h 后样品。红色「←」表示 CDH 的裂解片段。图 B：加入 PNGase F 确定 CDH6 和 CDH12 的 N 端裂解片段。图 C 和 D：质谱分析 CDH6 和 CDH12 裂解和脱糖 N 端片段的质量。

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年终福利

内容策划：王丹琦
内容审核：周育红

题图来源：图虫创意

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