日本理化学研究所（RIKEN）先锋研究小组（CPR）的研究人员已经开发出一种技术，可以在体内改变蛋白质的识别身份。这项创新成果发表在10月2日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上，它使研究人员能够用一种蛋白质靶向小鼠肿瘤，然后将这种蛋白质运送出体外。这意味着抗癌药物可以直接被送到肿瘤中，然后在卸下有效载荷后从体内排出。这项技术也有可能允许多用途药物从一个器官到另一个器官，在每个部位执行单独的作用。

血液中的蛋白质遍布全身，使它们成为针对癌症等疾病进行靶向治疗的理想载体。为了避免伤害非目标组织，药物需要通过附着在正确的细胞上来造成伤害，这需要一个复杂的分子ID卡。RIKEN CPR的Katsunori Tanaka领导的这项新研究专注于改变白蛋白（血液中最丰富的蛋白质）表面的识别标记，从而改变它可以附着在小鼠体内的组织。

在之前的一项研究中，Tanaka的团队检测了附着在白蛋白上的不同识别标记分子（称为聚糖）的癌症靶向能力。他们发现，识别模式“A”可以与人类结肠癌结合，并被运送到膀胱以尿液排出体外，而识别模式“B”会使白蛋白被肝脏吸收，送到肠道，并从肠道排出体外。

这项新研究的关键创新之处在于，它弄清楚了白蛋白到达体内目的地后如何改变其分子身份证。为了实现这一目标，研究人员使用了化学点击释放方法。首先，他们将识别模式“A”附着在白蛋白上，创造出白蛋白-1。然后，他们设计了一种交换载波及其合作伙伴。切换者携带识别模式“B”，伴侣与白蛋白-1相连。当白蛋白-1的伴侣在培养皿中遇到切换者时，“点击释放”反应发生了——“B”标识符被点击，许多“a”标识符被释放。这种新的白蛋白被称为白蛋白-2，是识别模式“a”和“B”的混合物。

在小鼠体内的第一次概念验证实验中，他们用荧光蛋白标记白蛋白-1，然后将其注射到有或没有开关的小鼠血液中。正如预测的那样，当注射白蛋白-1时，研究人员观察到肠道中的荧光，类似于注射白蛋白-2后观察到的荧光。没有开关，荧光只在血液、膀胱和尿液中可见。

在证明他们确实可以改变体内白蛋白的表面特性之后，研究小组接下来测试了他们是否可以将白蛋白-1送入肿瘤，然后通过肠道将其移除，模拟药物的输送和移除。他们将白蛋白-1注射到小鼠结肠肿瘤中，在短暂的10分钟延迟后，有或没有开关。在这两种情况下，他们都观察到白蛋白附着在肿瘤细胞上。注射转换剂后，白蛋白改变了身份，大部分白蛋白在5小时内从肿瘤转移到肠道。没有这个转换器，白蛋白-1就无法进入肠道。

新技术使用的生物相容性反应使其特别吸引人，新技术可以彻底改变多种疾病的治疗。Tanaka解释说：“我们的策略可以用作药物输送系统，促进药物或医用放射性核素在治疗后从肿瘤中排出，从而防止长时间接触可能导致的不良反应。”或者，一个“巡逻”分子可以用于同时治疗多种疾病——就像电影《神奇之旅》中描述的那样。

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提交Yamada et al.（2024）小鼠糖基化蛋白的化学驱动易位。Nat Comm. doi: 10.1038/s41467-024-51342-5