单克隆抗体已成为肿瘤免疫治疗的重要手段,但其应用仍面临患者响应差异、免疫相关不良反应以及生产成本和工艺复杂等挑战。抗体招募分子(antibody-recruiting molecules,ARMs)为此提供了另一种思路:通过连接肿瘤细胞与机体内的抗体,引导免疫效应机制识别并清除肿瘤细胞。然而,传统抗体招募分子通常依赖单价结合,半抗原与抗体之间较弱的相互作用限制了抗体招募效率。如何在保持靶细胞选择性的同时,实现高密度、多价的半抗原呈递,是提升这类分子抗肿瘤活性的关键问题。
近日,湖南大学史俊峰、袁丹团队联合湖南大学附属医院(湘潭市中心医院)武侠研究员,在Advanced Science发表题为 Receptor-Triggered Peptide Self-Assembly Enables Multivalent Recruitment of Endogenous Antibodies for Cancer Immunotherapy 的研究论文。该研究将表皮生长因子受体(EGFR)靶向多肽GE11、二硝基苯(DNP)半抗原与短肽自组装模块整合,利用受体触发的细胞膜原位自组装,将单价抗体招募分子转化为多价超分子平台,增强抗体招募及补体依赖的肿瘤细胞杀伤,为抗体招募分子的设计提供了新的研究思路。
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研究团队首先设计并合成了一系列多肽-半抗原偶联物 P1–P4。其中,GE11识别肿瘤细胞表面的EGFR,DNP提供抗DNP抗体的结合位点,二苯丙氨酸二肽(FF)则作为自组装模块,促进分子通过非共价相互作用形成有序结构。研究同时引入不同长度的聚乙二醇(PEG)连接臂,以调节分子的亲水性、柔性及半抗原的空间可及性,并将缺少FF模块的P4作为不具备自组装能力的对照。在EGFR高表达的HeLa细胞中,含PEG₆连接臂的P3表现出最强的抗体招募能力。结合EGFR后,P3可在肿瘤细胞表面形成纤维网络,实现高密度、多价的DNP展示,从而显著增强抗DNP抗体的招募,且该过程具有EGFR依赖性。
在建立抗体招募与细胞选择性的基础上,研究团队进一步考察了其能否转化为免疫杀伤作用。在加入抗DNP抗体和兔补体的体外实验体系中,P3对 HeLa、MDA-MB-231和A549细胞诱导的补体依赖性细胞毒性(complement-dependent cytotoxicity,CDC)达到 20.4%–39.2%,而 NHDF细胞的裂解比例仅为0.5%。同时,P3单独处理在所测试条件下未表现出明显的直接细胞毒性,支持其通过抗体招募及补体效应实现选择性杀伤。动物实验进一步验证了这一策略的抗肿瘤潜力。在补充抗DNP血清的HeLa移植瘤小鼠模型中,P3的肿瘤生长抑制率达到79.1%,明显高于缺少自组装模块的对照分子P4,且未观察到明显系统毒性。
该研究建立了“受体识别—膜表面原位自组装—多价半抗原呈递—抗体招募—补体介导杀伤”的功能链条,将超分子自组装引入抗体招募分子的设计。其意义在于,通过靶细胞表面的动态组装,把单价分子的结合能力转化为多价平台的协同作用,为兼顾抗体招募效率与细胞选择性提供了新的化学设计路径。作者同时指出,P3在缺少EGFR时仍存在一定聚集倾向,后续需要进一步优化分子亲水性和组装行为。该模块化设计也为更换靶向配体或半抗原、拓展至其他抗体招募体系提供了研究基础。
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湖南大学史俊峰教授、袁丹副教授和湖南大学附属医院(湘潭市中心医院)武侠研究员为该论文的共同通讯作者。湖南大学博士研究生王毅辉为本文的第一作者。
原文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.78074
制版人:十一
学术合作组织
(*排名不分先后)
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