工程化MAP30ER:基于植物毒素的EGFR靶向递送平台实现蛋白质与化疗药物的精准投送

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:Biochemical and Biophysical Research Communications 2.5

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  为解决传统化疗药物非特异性毒性及蛋白药物胞内递送障碍的难题,研究人员通过定向突变改造植物源核糖体失活蛋白MAP30,构建了低毒载体MAP30ER。该平台首次揭示MAP30通过EGFR受体介导内化,并筛选出皂苷SSA增强内体逃逸效率,成功实现凋亡蛋白Apoptin(凋亡率达90%)及ADC药物MMAE的靶向递送,为癌症精准治疗提供多功能平台。

  

癌症治疗领域长期面临两大挑战:传统化疗药物的非特异性毒性导致严重副作用,而蛋白类药物虽具有高靶向性却难以突破细胞膜屏障。尽管抗体药物偶联物(ADC)技术通过"导弹式"递送策略取得进展,但细菌毒素载体的免疫原性等问题仍限制其应用。与此同时,植物源核糖体失活蛋白(RIPs)因其独特的靶向特性引起关注,但具体作用机制与安全性问题尚未解决。

中国科学院上海药物研究所等机构的研究团队独辟蹊径,从苦瓜中提取的I型RIPs蛋白MAP30入手,通过结构生物学指导的蛋白质工程改造,构建出兼具靶向性与安全性的新型递送平台。相关成果发表于《Biochemical and Biophysical Research Communications》,为植物毒素的转化医学研究开辟新路径。

研究采用多学科交叉技术:通过分子对接预测和ELISA验证MAP30-EGFR相互作用;流式细胞术定量结合亲和力;定点突变(E158A/R161A)构建低毒突变体MAP30ER;高通量筛选皂苷类内体逃逸增强剂;Western blot检测凋亡通路关键蛋白(caspase-3/9、PARP1);构建MAP30ER-MMAE偶联物评估靶向化疗效果。

【Detoxification engineering of MAP30 and retention of receptor-binding capacity】
通过比较三种RIPs(TCS、MAP30、BLF1)的细胞毒性,发现MAP30在1μM浓度即可抑制55%肿瘤细胞活性。关键突变E158A/R161A使MAP30ER的细胞抑制率降至<5%,同时保留EGFR结合能力(图1F)。分子对接显示MAP30的β-桶状结构域与EGFRIII
结构域存在特异性结合。

【Discussion】
该研究首次阐明MAP30通过EGFR而非传统认知的LRP1受体介导内化,在EGFR高表达细胞(A431)中的结合量是低表达细胞(HeLa)的3倍。皂苷SSA通过破坏内体膜结构使递送效率提升38.5%,联合Apoptin时凋亡率提升至90%。MAP30ER-MMAE偶联物实现IC50
值降低100倍的靶向化疗。

【Conclusion】
该工作创新性地将植物毒素改造为"三位一体"(靶向-递送-杀伤)平台:①创建首个基于MAP30的蛋白/小分子双递送系统;②揭示EGFR是MAP30功能性受体;③发现SSA的协同增效机制。不仅为ADC技术提供新载体选择,更为植物源活性成分的医药转化提供范式。未来研究将拓展至其他RIPs家族成员及临床前评价。

(注:全文严格依据原文事实陈述,专业术语如EGFR表皮生长因子受体、ADC抗体药物偶联物等均保留原文表述;作者名Fujun WANG等按原文格式呈现;技术方法描述避免实验细节而突出关键技术要点;研究意义部分整合讨论与结论的核心观点)

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