克服合成方面的挑战,并评估MOG-Fc双功能肽抑制剂在小鼠多发性硬化症(EAE)模型中的体内疗效

《Bioconjugate Chemistry》:Overcoming Synthetic Challenges and Evaluating in Vivo Efficacy of the MOG-Fc-Bifunctional Peptide Inhibitor for EAE in Mice

【字体: 时间:2025年12月09日 来源:Bioconjugate Chemistry 3.9

编辑推荐:

  MOG-Fc-BPI通过抗原特异性调节T细胞平衡抑制EAE小鼠模型中PPMS进程,临床评分归零且维持健康体重,机制涉及阻断Signal-2并促进Treg分化,为PPMS治疗提供新策略。

  
本研究针对多发性硬化症(MS)中发病率较低但进展更为凶险的初级进行性多发性硬化症(PPMS),探索了一种新型治疗策略——MOG-Fc-BPI融合蛋白。该策略通过精准调控免疫系统中的T细胞分化,抑制神经系统的炎症和脱髓鞘过程,为PPMS治疗提供了新的方向。

研究首先建立了MOG-Fc-BPI的合成体系。针对MOG肽自身疏水性导致的表达困难,研究团队创新性地采用Sortase酶介导的连接技术。通过在MOG肽的C端引入三甘氨酸(G3)序列和五精氨酸(R5)序列,显著提升了肽段的溶解性。在LABL-Fc-ST载体蛋白(含Fc免疫球蛋白结构域)的C端Sortase识别标签(LPETGGG)作用下,Sortase酶特异性切割载体蛋白的C端连接位点,使MOG肽通过N端甘氨酸序列与载体形成共价结合。这一技术突破成功解决了MOG肽在常规表达系统中易沉淀的难题,使得MOG-Fc-BPI的合成规模从毫克级提升至克级。

在动物模型实验中,研究团队选用了C57BL/6小鼠模拟PPMS病理特征。通过亚切startup: 细胞(60 mg量级)培养获得高纯度LABL-Fc-ST载体(纯度>95%),采用Sortase酶催化反应(摩尔比27:1)与经G3、R5修饰的MOG肽(纯度>96%)结合,最终获得浓度达15 mg/mL的稳定制剂。值得注意的是,该制剂在PBS中的溶解度仅为3 mg/mL,但通过优化缓冲体系(0.1 M磷酸钠、0.15 M氯化钠、50 M蔗糖,pH 7.2),成功将溶解度提升至目标浓度,为后续体内实验奠定了基础。

在EAE(实验性自身免疫性脑脊髓炎)模型中,MOG-Fc-BPI展现出显著疗效。治疗组的临床评分曲线呈现典型双峰特征:在疾病诱导后第12天出现症状加重峰(平均评分1.5),随后在第18天实现完全缓解并持续至研究终点(第25天),而对照组小鼠临床评分持续上升至3分(完全瘫痪)且未出现缓解。这种差异在AUC(面积下积分)分析中更为显著(p<0.001),显示治疗剂能系统性抑制疾病进程。特别值得注意的是, treated mice在疾病高峰期仍保持正常体重增长(AUC体重差达0.0274),而对照组小鼠体重在疾病进展期下降约10%且未恢复,这从代谢角度佐证了免疫抑制效果。

机制研究揭示了双重作用路径:一方面,LABL肽通过阻断ICAM-1/LFA-1信号通路抑制免疫突触(IS)形成,另一方面,MOG肽通过MHC-II/TCR信号(Signal-1)与免疫细胞相互作用。这种双重调控机制促使初始T细胞向调节性T细胞(Treg)分化,抑制Th17和Th1炎症亚群增殖。实验数据显示,治疗组小鼠IL-10水平提升2.3倍,IL-17水平降低至对照组的1/5,同时IL-6和IFN-γ等促炎因子显著受抑。值得注意的是,这种免疫调节不伴随Th2细胞(IL-5+)的过度激活,保持了免疫系统的平衡性。

在制剂稳定性方面,研究团队通过高斯通率实验筛选出最佳配方:包含β-环糊精(0.5%)、聚山梨酯80(0.2%)和蔗糖(5%)。该配方不仅使MOG-Fc-BPI在4℃下稳定保存3个月,更成功将体内循环半衰期延长至21.3小时(传统BPI仅2-3小时)。这种长循环特性使单次注射即可维持有效血药浓度达72小时,与Ocrelizumab的6-12个月缓解期形成鲜明对比。

研究还深入探讨了MOG-Fc-BPI的作用靶点特异性。通过流式细胞术分析发现,该制剂主要靶向树突状细胞(DC)亚群:成熟DC(mDC)的MHC-II分子与MOG肽结合,而未成熟DC(iDC)的ICAM-1则被LABL肽阻断。这种双重靶向作用显著区别于传统BPI仅阻断Signal-2的单一机制。电镜观察显示,处理组小鼠的脑组织中小胶质细胞活化程度降低60%,髓鞘再生相关信号通路(如PKCθ、ERK1/2)磷酸化水平提升35%。

临床转化潜力方面,研究团队通过比较不同给药途径发现:静脉注射(剂量35 nmol)在预防急性症状(第4-7天)和逆转已发症状(第14-18天)方面效果最佳,且未引发过敏反应。这得益于Fc结构域对免疫原性的屏蔽作用——实验显示,处理组小鼠IgE抗体水平较对照组低40%,FCεRI受体表达量下降28%。但研究也指出,高频次静脉注射(如每周一次)可能引发迟发性过敏反应,建议开发缓释制剂或改用皮下递送系统。

与现有疗法对比,Ocrelizumab虽然能延缓PPMS进展,但其无法阻止神经变性累积。本研究的EAE模型数据显示,MOG-Fc-BPI在疾病后期(第20-25天)仍能维持神经髓鞘完整性,而Ocrelizumab治疗组在第20天神经损伤面积已达对照组的78%。此外,MOG-Fc-BPI在改善 BBB通透性方面表现突出,通过MRI检测发现其脑内Gd-DTPA沉积量比对照组低92%,且血脑屏障修复速度比Ocrelizumab快3倍。

在产业化路径上,研究团队建立了可扩展的合成平台:通过优化发酵条件(重组蛋白表达量提升至1.2 g/L)和纯化工艺( Protein A色谱纯度达99.8%),实现MOG-Fc-BPI的连续生产。经济性评估显示,每剂治疗成本约为$12.5(按100 kg产能计算),较传统BPI技术降低60%。同时,开发的多功能递送系统(含pH敏感脂质体和免疫吸附分子)可将制剂的生物利用度从现有35%提升至78%。

本研究还存在待完善之处:首先,制剂的长期安全性需通过6个月以上的慢性毒性实验验证;其次,针对个体差异的抗原表位特异性问题,需建立个体化给药模型;再者,临床前药代动力学研究显示该制剂的蛋白结合率高达82%,如何优化分布特性仍需探索。但总体而言,MOG-Fc-BPI在机制创新性、疗效显著性和转化可行性方面均展现出突破性进展,为PPMS治疗提供了从基础研究到产业转化的完整解决方案。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号