靶向转铁蛋白受体1独特表位的跨物种单域抗体在中枢神经系统药物递送中的应用

《Journal of Contextual Behavioral Science》：Novel single-domain antibodies targeting a unique transferrin receptor 1 epitope for cross-species delivery of drugs in the central nervous system

本研究开发了靶向转铁蛋白受体1（TfR1）二聚体界面新型表位的骆驼源单域抗体（VHH），该抗体具有跨物种（啮齿类/猕猴/人）反应性，可通过受体介导的转胞饮作用（RMT）高效穿越血脑屏障（BBB），为神经退行性疾病药物递送提供了模块化平台。

　　

研究亮点

稳定表达小鼠、人或猕猴TfR1的细胞系建立

将小鼠、人和猕猴TfR1的全长编码区与EGFP共同克隆至pEGFP-C1载体（附图S1A），转染CHO细胞后成功筛选出稳定表达各物种TfR1的细胞系。免疫细胞化学显示TfR1-EGFP与荧光标记转铁蛋白（Tf-Alexa647）共定位，证实受体在细胞表面的正确表达（附图S1B）。Western blot分析进一步验证了表达。

具有跨物种反应性的TfR1靶向VHHs的生成

为改善中枢神经系统（CNS）药物递送，多种技术致力于利用受体介导转胞饮（RMT）机制劫持细胞运输系统。TfR1是RMT中最关键的受体之一，本研究目标正是生成能同时结合小鼠、猕猴和人TfR1的跨物种反应性VHHs。我们采用噬菌体展示技术，对免疫骆驼的VHH文库进行交叉筛选（同时使用小鼠和人TfR1），成功获得能交叉结合多物种TfR1的候选抗体。

结论

我们筛选并鉴定了能靶向TfR1且不与内源性配体竞争的跨物种反应性VHHs。通过工程化改造调控其TfR1结合参数，并筛选出能通过TfR1机制最优穿越血脑屏障（BBB）的变体。这些VHHs靶向TfR1上的新颖独特表位，能有效将多种载荷（如IgG1 Fc片段和神经肽）递送至脑实质。小鼠药代动力学研究进一步证实了其卓越的脑部递送潜力。