干扰素融合蛋白表达、纯化和鉴定文献综述

 2023-02-18 20:23:50

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、课题背景及意义

癌症严重威胁着人类生命和社会的发展,是目前影响全球人类健康的主要慢性疾病之一。大肠癌作为第三大常见恶性肿瘤,发病率高,及时发现难,而结直肠癌作为其中的一类恶性肿瘤,病死率高,易发生肝转移。全世界每年有超过120万新发病例和60万死亡病例。

目前,治疗结直肠癌主要临床方法有:手术治疗、放疗化疗、靶向治疗、中医治疗及基因治疗等。手术可以清除局部瘤体,但是由于它无法清除处于游离状态的癌细胞,大多数情况下无法达到根治的目的。放疗是一种物理治疗手段,它基于高能量的放射线可以杀害细胞的原理,可以针对某一病灶进行治疗,但同样无法杀死分布在血液系统的癌细胞。由于放射线的特殊性,也有可能在治疗过程中带来新癌变的发生,且由于副作用大,其疗效受到了很大限制。化疗相较于前两种手段,能作用于全身更多部位,但由于选择性差,毒副作用非常明显,还有可能产生耐药性,给治疗带来极大困难。这些传统治疗方法都面临着难以靶向杀灭癌细胞的问题。抗体因其能与受体特异性结合的特点,为肿瘤的靶向治疗带来了新方向,使针对性治疗成为可能。近年来,利用单克隆抗体治疗癌症取得了很大的成功。全长抗体相较于单链抗体、融合蛋白等,它的分子量较大,因此更容易引起机体免疫反应,且组织穿透能力相对较弱。单链抗体(scFv)虽然分子量较小,但在体内半衰期短,不能产生抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC),在临床上并不能满足需求。融合蛋白则不存在这些问题,为新的抗癌药物的设计提供了思路。

干扰素(interferon,IFN)是一类当病原体感染宿主细胞时,由宿主细胞合成并释放出的具有抗病毒、免疫调节、抗细胞增殖以及诱导细胞分化等功能的保护性细胞因子。目前,干扰素已经作为一种广谱抗病毒、肿瘤的药物在临床上广泛应用。作为抗肿瘤药物,干扰素可以通过下调周期素(cyclins)和周期素依赖性蛋白激酶(CDK)的表达,抑制细胞增生,促进细胞凋亡。且由于干扰素降低VEGF、b-FGF等血管生成因子产生的能力,它可以抑制肿瘤血管的生成[2],从而减少恶性肿瘤侵袭、转移及术后复发的可能性[3]。其中,干扰素alpha;能通过激活P13激酶和(或)MAP激酶的信号转导途径下调HIF-1alpha;基因的表达,抑制VEGF的合成及分泌,达到减少肿瘤血管生成的目的。此外,干扰素还能调节免疫作用,加强T、B细胞和NK细胞的活性,加快抗体产生的速度[4,5]。然而,在干扰素应用于临床时,它较短的等半衰期、诸多的不良反应(如头痛、发热、骨髓抑制、胃肠道反应等)和高剂量的使用常常使得许多患者不能耐受,限制了它的治疗效果。考虑到它的这些缺点,我们设计将干扰素alpha;和JZA00进行融合,获得靶向VEGFR-2的融合蛋白。

JZA00是本课题组成功在CHO细胞中表达的抗VEGFR-2全长抗体。血管内皮细胞生长因子VEGF(vascular endothelial growth factor)是一类直接作用于血管内皮细胞的细胞因子,是目前最有价值的抗肿瘤新生血管生成的研究方向[6]。肿瘤通过形成新生血管,从外界获取大量营养物质,同时也是肿瘤向恶性肿瘤转变必不可少的条件。VEGF以VEGFR-2为主要受体,人VEGFR-2又称KDR(kinase inserted domain containing receptor)。它在介导内皮细胞增殖、迁移、分化、微管形成、血管通透性增加等方面发挥重要的作用[7],同时在乳腺癌、结肠癌、非小细胞肺癌、白血病等多种肿瘤细胞中都有高表达[8,9]。抗体作为一种天然存在于人体血液循环系统中的蛋白,其半衰期较干扰素更长,约为19天。因此,若将VEGFR-2作为一个高特异性的肿瘤治疗靶点,构建并表达出干扰素alpha;和JZA00融合蛋白,就不仅可能使干扰素alpha;针对病灶部位的癌细胞发挥作用,减少对正常细胞的伤害,降低毒副作,还能延长其半衰期,减少给药剂量,并且降低药物的免疫原性。和母体单抗相比,这个融合蛋白抗肿瘤活性也得到了加强。为此,我们计划表达纯化靶向VEGFR2融合蛋白,并对其性质进行鉴定,从而为抗肿瘤研究提供新的思路和构想。

参考文献:

1. M. Stockler, N. R. C. W., D. Ghersi R. John Simes. Systematic reviews of chemotherapy and endocrine therapy in metastatic breast cancer. CANCER TREATMENT REVIEWS 26, 18 (2000).

2. LLegros, JGuilhot, SHuault,et al. Interferon decreases VEGF levels in patients with chronic myeloid leukemia treated with imatinib[J].Leukemia Research, 2014,38(6)662-665.

3. VK Kommineni, CN Nagineni, A William, et al. IFN-gamma; acts as anti-angiogenic cytokine in the human cornea by regulating the expression of VEGF-A and sVEGF-R1[J]. BiocheIFNalpha;l and Biophysical Research Communications, 2008,374(3): 479-484.

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