只锁定癌细胞递送药物：“结合力提升900倍”

Published 14 Mar.2023 11:11(KST)

KAIST研究团队开发新型药物递送技术

韩国研究团队开发出一种能够将抗癌药物精确递送至癌细胞的给药技术。研究结果显示，其结合力比既有技术强900倍以上，能够更加有效地杀伤癌细胞。

韩国科学技术院（KAIST）14日表示，生命科学系教授 Kim Hakseong 研究团队开发出一种能够将药物特异性递送至癌细胞的网格蛋白（clathrin）组装体。

本次研究发表于国际学术期刊《Small》上个月22日出版的第19卷第8期，并被选为封面论文。KAIST提供

要在无副作用的情况下高效治疗癌症，就需要能够将药物特异性递送到癌细胞的技术。由蛋白质构成的蛋白质组装体已被广泛用于癌症治疗中的药物递送。为了将蛋白质组装体用于药物递送，必须具备一种能够将识别癌细胞的蛋白质和杀伤癌细胞的药物高效接合到蛋白质组装体上的技术，即功能化（functionalization）技术。然而，对于蛋白质组装体而言，其功能化过程极为复杂、效率低下，而且大多仅限于应用于小分子化学药物（chemical drug），在实际应用中存在诸多限制。

体内名为网格蛋白的蛋白质组装体在细胞内通过自组装（self-assembly）实现物质的高效转运（内吞作用，endocytosis）。网格蛋白组装体首先由3条重链（heavy chain）和3条轻链（light chain）结合形成三脚形结构（triskelion），随后这些三脚形结构再通过自组装形成完整组装体。研究团队据此构思，为了将药物特异性递送到癌细胞，对网格蛋白链进行设计，使其便于进行癌细胞识别蛋白和毒素蛋白的功能化，并利用这一设计获得了一种新形式的网格蛋白组装体（clathrin assembly）。

本次开发的网格蛋白组装体通过一锅反应（one-pot reaction），即可将两种蛋白质（癌细胞识别蛋白和毒素蛋白）同时高效接合，因此有望在今后药物递送、疫苗开发及疾病诊断等生物医学领域得到广泛应用。

研究团队开发的网格蛋白组装体示意图。KAIST供图

在本次研究中，研究团队使用了能够识别典型肿瘤标志物——表皮生长因子受体（EGFR）的蛋白质，从而得以将药物特异性递送至癌细胞。以识别EGFR的蛋白质进行功能化的网格蛋白组装体，由于结合增益效应（avidity effect），其结合力比现有技术足足提高了900倍以上。研究团队在此基础上证实，当向细胞中加入连接了毒素蛋白的网格蛋白组装体时，对正常细胞没有影响，却能有效杀伤癌细胞。

本次研究结果已于上月22日发表于国际学术期刊《Small》第19卷第8期，并被选为封面论文。

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第一作者 Dr. Kim Hongsik 表示：“网格蛋白过去难以实现功能化，而且是从哺乳动物细胞中提取获得，因此在实际应用方面受到限制。本研究中新设计的网格蛋白组装体，只需一次反应即可利用两种不同的蛋白质进行功能化，并且能够在大肠杆菌中生产，将成为可在生物医学领域广泛应用的蛋白质组装体应用技术。”

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