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综述:透明质酸酶:结构、作用机制、疾病与治疗靶点
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月13日 来源:Molecular Biomedicine 6.3
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这篇综述系统阐述了透明质酸酶(HAase)的结构多样性、催化机制及其在生理病理过程中的关键作用,重点探讨了HAase通过降解透明质酸(HA)调控细胞外基质(ECM)重塑的"双刃剑"特性,以及在肿瘤免疫治疗(如PD-1/CTLA-4抑制剂联合PEGPH20)和药物递送系统中的应用创新。
透明质酸酶(HAase)作为糖苷水解酶(GH)和多糖裂解酶(PL)家族成员,通过β-1,3/β-1,4糖苷键特异性切割降解透明质酸(HA)。哺乳动物中6种HYAL基因编码的酶类呈现pH依赖性活性差异,如酸性HYAL1-4(pH 3-4)与中性PH-20(pH 5-8)。结构上,GH56家族呈现(β/α)7TIM桶状折叠,而PL8家族则形成(α/α)6螺旋桶与反平行β片层的双域结构,催化残基Glu/Asp通过保留机制水解糖链。
HAase通过三种途径降解HA:GH类水解β-1,4键产生偶数寡糖(EC 3.2.1.35),特异性切割β-1,3键释放葡萄糖醛酸末端产物(EC 3.2.1.36),以及PL类β-消除反应生成4,5-不饱和二糖(EC 4.2.2.1)。降解产物通过CD44/RHAMM受体激活NF-κB和PI3K-Akt通路——高分子量HA(HMW-HA)抑制血管生成,而低分子量片段(LMW-HA)则促进TLR2/4介导的炎症反应。在肿瘤微环境(TME)中,HAase介导的ECM松弛可增强T细胞浸润,但过度激活反而会通过TGF-β诱导上皮间质转化(EMT)。
膀胱癌中尿HYAL1检测灵敏度达91%,而KIAA1199过表达与乳腺癌转移正相关。临床转化方面,重组人透明质酸酶(rHuPH20)使阿特珠单抗皮下制剂Tecentriq HybrezaTM获批上市,VCN-01溶瘤病毒通过HYAL1表达使胰腺癌模型生存期延长2.3倍。纳米载体联合策略如PEI/CaCO3疫苗与pSpam1@NPs基因递送系统,可协同提升CTL肿瘤浸润率达68%。
动物源HAase的免疫原性(过敏率0.05-0.69%)可通过PEGPH20修饰改善(半衰期延长至10.3小时)。伦理争议集中于牛睾丸提取工艺,而CRISPR-CAR-T等基因编辑技术需平衡ECM靶向性与全身毒性。最新III期试验显示,PEGPH20联合FOLFIRINOX方案因毒性增加而疗效受限,提示剂量时序优化的重要性。


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