高寡聚化抗DR5纳米抗体紧凑簇高效驱动癌细胞凋亡并显著抑制肿瘤生长

针对传统DR5激动剂因弱受体亲和力与寡聚化不足导致的肿瘤治疗效果受限问题，研究人员通过构建不同寡聚化状态与空间排布的aDR5Nb（抗DR5纳米抗体）簇，发现高寡聚化（如十二聚体）且紧凑的aDR5Nb簇可显著增强DR5介导的癌细胞凋亡信号，克服TRAIL耐药性，并在肺癌异种移植模型中实现无显著毒副作用的肿瘤抑制，为优化DR5靶向疗法提供新策略。

　　

癌症治疗领域长期面临一个关键挑战：如何选择性诱导肿瘤细胞凋亡而不损伤正常组织。死亡受体（Death Receptor, DR）家族中的DR5因其在癌细胞表面的高表达及可被TNF相关凋亡诱导配体（TRAIL）特异性激活的特性，成为理想靶点。然而，现有DR5激动剂（如单抗或TRAIL变体）因受体聚类能力弱、半衰期短等问题，临床疗效有限。尤其对于TRAIL耐药性肿瘤，传统疗法几乎束手无策。这一困境促使科学家探索新型DR5激动剂设计策略——通过调控配体的寡聚化状态与空间排布，增强死亡信号传导。

韩国国立研究基金会支持的研究团队在《Nano Today》发表了一项突破性研究。他们利用抗DR5纳米抗体（aDR5Nb）的高亲和力与小分子优势，结合多种支架蛋白构建了从单体到十二聚体的aDR5Nb簇，并系统评估其寡聚化程度与空间紧凑性对凋亡信号的影响。研究发现，高寡聚化（如六聚体及以上）且紧凑的aDR5Nb簇能高效激活DR5介导的凋亡通路，甚至在TRAIL耐药细胞中实现杀伤。其中，十二聚体紧凑簇在肺癌异种移植模型中展现出显著的肿瘤抑制效果且无毒性，为克服临床耐药性提供了新思路。

关键技术方法
研究采用SpyTag/SpyCatcher系统（一种可自发形成共价键的蛋白偶联工具）将aDR5Nb与不同支架蛋白（如螺旋束结构的SC-oHex、环状结构的PCNA等）结合，构建多样化寡聚体。通过分子克隆表达纯化各变体，并利用流式细胞术、免疫印迹评估凋亡标志物（如caspase-8、PARP）。体内实验采用TRAIL耐药肺癌异种移植模型，通过瘤内注射评估疗效。

研究结果

工程化多种寡聚态aDR5Nb簇：从单体到十二聚体
通过SpyTag/SpyCatcher系统灵活构建了单体至十二聚体aDR5Nb簇，包括螺旋束（紧凑）与环状支架（分散）两类。例如，SC-oHex支架形成六聚体紧凑簇，而PCNA三聚体形成空间分散簇。

紧凑高寡聚体驱动强效凋亡信号
六聚及以上aDR5Nb簇在肺癌（A549）和乳腺癌（MDA-MB-231）细胞中显著激活caspase-8和PARP剪切。紧凑簇（如SC-oHex）比同数量分散簇（如PCNA）诱导更强凋亡，证实空间排布与寡聚数共同决定信号强度。

十二聚体紧凑簇克服TRAIL耐药性
在TRAIL耐药细胞中，仅高寡聚化（十二聚体）且紧凑的aDR5Nb簇能有效激活凋亡，机制涉及更高效的DISC（死亡诱导信号复合体）形成。

体内显著抑制肿瘤生长
十二聚体aDR5Nb簇在TRAIL耐药肺癌小鼠模型中使肿瘤体积减少70%，且无肝毒性等副作用，证实其治疗潜力。

结论与意义
该研究首次阐明aDR5Nb簇的寡聚化程度与空间紧凑性是决定DR5信号强度的关键因素。高寡聚化（≥六聚体）紧凑簇通过模拟天然配体超簇结构，显著增强DISC组装效率，尤其对耐药肿瘤具有突破性疗效。技术层面，SpyTag/SpyCatcher系统为精准调控配体排布提供了通用平台。临床转化上，此策略可拓展至其他DR靶点，为下一代癌症免疫疗法设计提供范式。