RAS 结合肽:靶向攻克 RAS 突变癌症的新型生物材料

【字体: 时间:2025年04月17日 来源:BIOMATERIALS RESEARCH

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  为解决癌症治疗中耐药难题,尤其是 RAS 突变癌症的治疗困境,研究人员开展了关于 RAS 结合肽(RBP)作为抗癌生物材料的研究。结果显示 RBP 能抑制 RAS - RAF 相互作用,有效抑制癌细胞增殖、迁移和转移,为 RAS 突变癌症治疗提供新方向。

  在癌症治疗的战场上,传统化学抑制剂虽有一定成效,但耐药问题却如同一座难以翻越的大山,尤其是在面对像三阴性乳腺癌(TNBC)这样的难治性癌症时,更是束手无策。TNBC 缺乏雌激素受体 α(ERα)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体 2(HER2/ERBB2)这些常见的治疗靶点,使得常规治疗手段效果不佳,患者的治疗选择极为有限。而 RAS 基因家族的突变,虽然在乳腺癌中频率相对较低,但却在肿瘤的发生发展中起着关键作用。其中,KRAS(G13D)突变的癌细胞更是难以对付,传统的针对 RAS 活性位点的化学抑制剂,往往因为无法精准识别激活状态的 KRAS(G13D),导致整体抗肿瘤活性受限,还容易引发肿瘤耐药。在这样的背景下,寻找一种高效、低毒且能克服耐药问题的新型抗癌生物材料迫在眉睫。
为了攻克这些难题,研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦于一种合成的细胞穿透肽 ——RAS 结合肽(RBP),探究其作为抗癌生物材料的潜力。最终研究发现,RBP 能够有效抑制癌细胞的增殖、迁移和转移,显著抑制肿瘤生长,为 RAS 突变癌症的治疗带来了新的希望。该研究成果发表在《BIOMATERIALS RESEARCH》上。

研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,利用细胞计数试剂盒 - 8(CCK - 8)检测细胞活力,通过肿瘤集落形成实验、球体形成实验评估细胞的增殖和自我更新能力,采用 Transwell 迁移实验和划痕实验测定细胞迁移能力。在分子机制研究上,运用表面等离子共振(SPR)技术测定 RBP 与 KRAS、RAF 的结合亲和力,通过免疫沉淀(IP)和蛋白质免疫印迹(Western blot)分析相关蛋白的表达和相互作用。此外,还构建了鸡胚异种移植模型和小鼠异种移植模型,在体内验证 RBP 的抗癌效果。

下面来看具体的研究结果:

  • RBP 的特性及细胞内定位:RBP 由 8 个碱性氨基酸组成,在 pH7.0 时带强正电荷(+8.86),这使其具有良好的细胞穿透能力。通过共聚焦显微镜和流式细胞术观察发现,RBP 能在 10 分钟内有效进入 MDA - MB - 231 细胞的细胞质,且 99.98% 的细胞内化了 RBP。
  • RBP 与 RAS 和 RAF 的结合亲和力:通过 BIAcore 方法测定,RBP 与 GppNHp - KRAS(G13D)的结合亲和力(KD = 40nM)约为 GppNHp - KRAS(G13D)与 RAF 结合亲和力(KD = 154nM)的 3 倍,且 RBP 不与无关受体整合素 α3 结合,表明其对 RAS 和 RAF 具有高度选择性。免疫沉淀实验也证实了 RBP 能与 RAS 结合,计算机模拟显示 RBP 通过静电排斥和相互作用破坏 KRAS - RAF 相互作用。
  • RBP 对癌细胞增殖、集落形成和球体形成的抑制作用:以多种癌细胞系为研究对象,CCK - 8 实验表明 RBP 能以剂量依赖的方式降低 KRAS G13D 突变细胞的存活率,对野生型 KRAS 细胞影响不显著,因此选择 200μM RBP 用于后续实验。在集落形成实验和球体形成实验中,RBP 处理组的细胞集落面积和球体数量均明显减少,说明 RBP 能有效抑制肿瘤生长。
  • RBP 的体外抗转移作用:划痕实验和 Transwell 迁移实验结果显示,RBP 显著抑制 MDA - MB - 231 细胞的迁移,且 Western blot 分析发现 RBP 处理组的 E - cadherin 表达增加,表明 RBP 具有强大的抗转移作用。
  • RBP 对 RAS - MAPK 通路的抑制作用:IP 实验和 Western blot 分析表明,RBP 能显著降低 MDA - MB - 231 和 HCT - 116 细胞中 RAF 结合的 RAS 水平,抑制 RAF 激活和 ERK1/2 磷酸化,而对 MCF - 7 和 HT - 29 细胞无明显影响,证实 RBP 能有效抑制 RAS - MAPK 通路。
  • RBP 在鸡胚异种移植模型中的抗癌效果:在鸡胚异种移植模型中,10mg/kg 的 RBP 处理组与阴性对照组相比,死亡率无显著差异,表明 RBP 无明显毒性。RBP 处理组的肿瘤重量明显降低,肿瘤血管生成减少,转移细胞数量显著下降。组织学分析显示,RBP 处理组的 Ki - 67 表达降低,免疫细胞(CD3 和 CD4 阳性细胞)浸润增加。
  • RBP 在小鼠异种移植模型中的抗癌效果:在小鼠异种移植模型中,Cy5.5 标记的 RBP 在注射后能迅速分布到肿瘤组织,并在 24 - 48 小时内保持较高的荧光强度。RBP 处理组的肿瘤生长明显受到抑制,组织学分析显示肿瘤形态改变,Ki - 67 表达降低,免疫细胞浸润增加。

综合研究结论和讨论部分,RBP 作为一种新型的抗癌生物材料,展现出了多方面的优势。它能够穿透癌细胞,特异性地抑制 RAS - RAF 相互作用,阻断下游的 ERK/MAPK 信号通路,从而有效抑制癌细胞的迁移、增殖和转移。与传统的化学抑制剂相比,RBP 具有更高的特异性和更低的耐药性风险,有望克服现有 KRAS 靶向治疗中的诸多难题。此外,RBP 还能促进免疫细胞浸润,增强机体的免疫反应,为癌症治疗提供了新的策略。这一研究成果为 RAS 突变癌症的治疗开辟了新的方向,为开发更有效的抗癌药物提供了重要的理论依据和实践基础,具有重大的临床应用潜力。
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