[发明专利]与整合素αvβ3受体具有高亲和力的多肽

说明书

技术领域

本发明属于生物工程制药、蛋白质多肽类药物及生物医学工程领域，涉及对整合素受体αvβ3具有高亲和力的多肽及其应用，例如用于癌症诊断和治疗中。

背景技术

整合素家族是一个由许多结构和功能相似的蛋白质所组成的膜受体家族，每个成员的分子都是由α、β两条链(亚基)通过非共价键连接形成的跨膜异二聚体糖蛋白，是细胞表面重要的兼具黏附和信号传导功能的受体。现已经发现了由18种α亚基和8种β亚基构成的24种整合素，α和β亚基共同决定整合素的受体特异性。整合素通过胞外域与细胞外基质(extracellularmatix，ECM)，胞内段与细胞骨架、信号转导分子和其他一些蛋白相结合，介导细胞内外之间的双向信号传递。一方面，细胞内信号通过整合素传导，使其活化，从而调节整合素与细胞外配体的亲和力；另一方面，整合素与配体结合后把胞外信号传入细胞内，导致细胞骨架重组、基因表达和细胞分化等。整合素在细胞的黏附、增殖、分化、转移、凋亡等过程中起着重要的调控作用，在肿瘤的侵袭转移中发挥着重要作用，αvβ3就是其中的一种重要分子。研究表明，整合素αvβ3在骨肉瘤、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、膀胱癌、胶质母细胞瘤等多种实体肿瘤细胞表面有高水平的表达。

迄今，一系列的整合素αvβ3的拮抗剂和分子探针相继被发现，ＬＭ609（商品名Ａｖａｓｔｉｎ，贝伐单抗，基因泰克公司）：ＬＭ609是鼠抗人整合素αｖβ3单克隆抗体，它能与起源于兔、鸡和仓鼠的αｖβ3发生特异性反应。与其他的单克隆抗体如αｖ或β3相比，ＬＭ609具有特异性和高效性的特点。ＬＭ609潜在的局限性在于它只能阻止αｖβ3介导的血管生成，而对其他整合素受体介导的血管生成途径没有影响。ＣＮＴＯ95：ＣＮＴＯ95是一个完全人性化的抗体且能够识别多个αｖ整合素，在一期临床试验中，ＣＮＴＯ95表现出了良好的安全性和耐受性。17Ｅ6抗体：17Ｅ6抗体是对纯化的人αｖβ3提出，能与至少αｖβ3、αｖβ5和αｖβ1发挥作用。17Ｅ6抗体通过αｖ强烈干扰细胞黏附，并抑制整合素与配体的结合。Ｂｏｓｃｈ等研究发现，17Ｅ6能够抑制ＨＩＶ-1感染原发性巨噬细胞，且对ＨＩＶ-1急性感染的巨噬细胞的ＢＡＬ复制的影响呈剂量依赖性，表明αｖ亚基可能是艾滋病毒感染的药理学靶点。除了以上报道的之外，还有许多其他类型的拮抗剂，如去整合素、多肽（主要是基于ＲＧＤ序列）和非肽类分子，也能特异性结合整合素αｖβ3而发挥作用。基于基质蛋白中RGD三肽序列能与整合素αvβ3特异结合，研究者们合成了大量含RGD序列的线形或环形多肽作为整合素αvβ3的拮抗剂。对αvβ3拮抗多肽的构效关系研究发现，含有2个二硫键的环形RGD多肽对肿瘤新生血管内皮细胞的抑制效力最强，是含单一二硫键环形RGD多肽的20倍，。环形RGD多肽由于多价态可以同时和几个αvβ3结合，因此较线形RGD多肽有更高的受体结合特异性。吴国球发现了三条与整合素αvβ3具有高亲和力的序列长度为17个氨基酸和18个氨基酸的多肽。此外，通过形成均多聚体或杂多聚体也可提高RGD肽对整合素受体的结合率和选择性。对RGD肽进行人为修饰的另一个发展方向是使RGD肽多聚化。多聚化RGD环肽具有比单体更高的亲和力，可有效提高肿瘤对放射性药物的摄取，延长放射性药物在肿瘤中的滞留时间。研究表明，只要RGD肽多聚体的连接体有足够的长度，RGD肽多聚体的每个单体都可以与整合素受体结合，且结合力比RGD单体的结合力要高很多，目前多聚化RGD肽已经由最初的二聚体逐渐发展到四聚体、八聚体，并向超聚体的方向发展。Li等用64Cu标记环状精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-络氨酸-赖氨酸[c(RGDyK)]的四聚体和八聚体，并进行体外实验和小动物正电子发射计算机断层显像（PET）显像，体外实验显示八聚体的特异性和亲和力都高于四聚体，八聚体的半数抑制浓度（IC50）值为10nM，四聚体的IC50值为35nM，动物显像也更为清晰，且在肿瘤部位存留时间长。

发明内容