长效催乳素Prolactin-XL通过Fc融合技术显著延长半衰期并促进小鼠泌乳功能恢复

本研究针对哺乳期催乳素(PRL)半衰期短、给药频繁的临床难题，哈佛医学院团队通过工程化改造将人源催乳素与IgG1 Fc结构域融合，开发出半衰期延长2625倍的长效变体Prolactin-XL。该分子通过优化FcRn结合特性降低肾脏清除率，同时增强胃肠道蛋白酶敏感性以减少婴儿暴露风险。动物实验证实，单次给药即可在溴隐亭抑制的泌乳障碍模型中恢复幼崽生长，为哺乳障碍治疗提供了新型工具分子。

　　

哺乳是哺乳动物繁衍的关键环节，而催乳素(PRL)作为调控泌乳的核心激素，其23kDa的小分子特性导致体内半衰期仅约40分钟。临床上，垂体功能异常、手术创伤或自身抗体等因素导致的低催乳素血症常引发哺乳失败，现有重组人催乳素(r-PRL)需每日多次注射。更棘手的是，约60%哺乳期母亲因担心药物经乳汁影响婴儿而中断治疗，这使得开发兼具长效性和安全性的催乳素制剂成为迫切需求。

哈佛医学院系统生物学系Kasia Kready团队创新性地将抗体工程技术应用于激素治疗领域。研究人员通过理性设计将人催乳素与工程化IgG1 Fc结构域融合，创建了名为Prolactin-XL的长效分子。该研究近期发表于《iScience》，展示了这种新型融合蛋白在小鼠模型中逆转泌乳障碍的显著效果。

研究采用多学科交叉技术：1) 结构指导的蛋白工程构建29种Fc-PRL变体；2) 哺乳动物细胞表达系统结合酵母大规模生产；3) 转基因Tg276小鼠(人源FcRn+/小鼠FcRn-)药代动力学评估；4) 溴隐亭诱导的泌乳抑制模型验证治疗效果。所有动物实验均通过哈佛医学院IACUC伦理审查。

设计长效人源Fc-催乳素融合变体

通过分析PRL-PRLR(催乳素受体)复合物晶体结构(PDB:1f6f)，团队保留PRL活性表位的同时，引入N59D突变消除糖基化干扰。29种变体涵盖不同拓扑结构：N-PRL-Fc-C/N-Fc-PRL-C取向、GGsGG柔性接头、异源二聚体设计等。其中Fc-PRL-13（后称Prolactin-XL）含不对称ZW1突变，可选择性结合Protein A便于纯化。

体外筛选与特性验证

Ba/F3细胞增殖实验显示Prolactin-XL保持PRLR信号活性(EC₅₀=-8.2M)。ELISA证实其pH依赖性结合人FcRn，而"RF"突变(H435R/Y436F)消除小鼠FcRn结合。在模拟胃肠环境下，去除Fc糖基化使蛋白酶敏感性提高3倍，血清稳定性实验显示72小时内无降解。

突破性药代动力学特征

在表达人FcRn的Tg276小鼠中，Prolactin-XL静脉给药的半衰期达70.9小时，较PRL N59D(0.027小时)延长2625倍。值得注意的是，哺乳期小鼠半衰期进一步延长至167.2小时，提示FcRn可能抑制乳腺组织中的PRLR介导降解。口服生物利用度为零，幼鼠血清浓度仅为母体的3%，体现设计安全性。

挽救药理诱导的泌乳衰竭

在溴隐亭(0.2mg bid)抑制内源PRL分泌模型中，单次5mg/kg Prolactin-XL使21%幼鼠存活至断奶(对照组全部死亡)。重复给药组53%存活率显著高于PRL N59D组(13%)，幼鼠体重Z值达0.93±0.18，显示剂量依赖性恢复。

生理状态下的促泌乳效应

正常哺乳小鼠中，Prolactin-XL诱导乳腺上皮细胞立方样变性和胞质空泡化等分泌形态特征，但Western blot未检测到STAT5/β-酪蛋白表达变化。断奶后组织结构正常退化，证实作用可逆。

这项研究通过巧妙的分子设计解决了催乳素治疗的药代动力学瓶颈。Prolactin-XL的三大创新点在于：1) 异源二聚体设计避免Fc结构域干扰PRLR二聚化；2) YTE突变(M252Y/S254T/T256E)增强FcRn介导的循环利用；3) 蛋白酶敏感修饰平衡长效性与安全性。该成果不仅为Sheehan综合征等泌乳障碍提供潜在治疗方案，更为蛋白质药物长效化设计提供了范式转移——通过精确调控FcRn与靶标受体的双重作用，实现组织特异性药效延长。未来研究需评估其在灵长类中的跨血脑屏障特性及对生殖轴的影响。