HER2靶向免疫毒素scFv(Herceptin)-PE-STXA在胃癌细胞中的选择性杀伤作用及机制研究

针对HER2阳性胃癌治疗靶向性不足的问题，研究人员构建了新型免疫毒素scFv(Herceptin)-PE-STXA。通过体外实验证实，该融合蛋白能特异性结合HER2受体，在NCI-N87细胞中引发剂量依赖性凋亡（35μg/mL时凋亡率达55.6%），激活caspase-3/9通路，而对HER2阴性细胞HEK-293无显著毒性。这项发表于《Biochemistry and Biophysics Reports》的研究为胃癌精准治疗提供了新策略。

　　

胃癌是全球第五大高发癌症，每年导致超过76万人死亡，其中10-30%病例存在HER2受体过表达。虽然曲妥珠单抗等抗HER2药物已应用于临床，但传统治疗仍面临靶向性不足、毒副作用大等问题。免疫毒素（Immunotoxins, ITs）作为抗体-毒素偶联物，能通过特异性结合表面抗原实现精准杀伤，但其在胃癌治疗中的应用仍有待探索。

为开发新型靶向疗法，Hamid Sedighian团队构建了scFv(Herceptin)-PE-STXA嵌合蛋白。该分子将抗HER2单链抗体与假单胞菌外毒素A（PE）和志贺毒素A亚基（STXA）融合，通过重组DNA技术克隆至pET28a载体，在E. coli BL21(DE3)中表达。研究人员选择HER2高表达的NCI-N87胃癌细胞和低表达的HEK-293细胞，采用MTT法、流式细胞术、细胞ELISA等技术系统评估了该免疫毒素的靶向性和作用机制。

主要技术方法包括：1）蛋白表达优化（IPTG浓度梯度诱导）；2）细胞毒性检测（MTT法和LDH释放实验）；3）受体结合分析（细胞ELISA）；4）凋亡评估（Annexin V/PI双染）；5）凋亡通路检测（caspase-3/9活性测定）。

研究结果：

1. 1.

   蛋白表达与验证

   SDS-PAGE显示成功获得约65kDa的融合蛋白，Western blot验证其特异性。0.8mM IPTG诱导16小时可实现最佳表达。

2. 2.

   特异性细胞毒性

   MTT实验显示scFv(Herceptin)-PE-STXA对NCI-N87细胞的IC₅₀为47.05μM，50μg/mL时存活率降至33.3%，而HEK-293细胞仅在75μg/mL时出现轻微毒性。LDH释放实验证实该毒素能选择性破坏HER2阳性细胞膜。

3. 3.

   靶向结合特性

   细胞ELISA显示50μg/mL剂量下，融合蛋白与NCI-N87细胞的结合率达90%，显著高于HEK-293细胞（P<0.001），证实其HER2依赖性内化。

4. 4.

   凋亡诱导效应

   流式细胞术显示35μg/mL和50μg/mL处理组中，NCI-N87晚期凋亡细胞分别占38.9%和59.5%，同时caspase-3活性提升至对照组的5.7倍，caspase-9活性达8.9倍，表明通过线粒体通路激活凋亡。

讨论与结论：

该研究创新性地将PE的膜转位域II与STXA的核糖体失活功能整合，克服了传统免疫毒素的脱靶毒性。值得注意的是，NCI-N87细胞对融合蛋白的敏感性高于既往报道的SKBR-3乳腺癌细胞，可能与胃癌细胞表面HER2受体密度更高有关。尽管HEK-293细胞在极高浓度（75μg/mL）下出现轻微毒性，但作者认为这可能源于非特异性内吞而非靶向作用。

这项研究为HER2阳性胃癌提供了具有转化潜力的治疗候选物，其双重毒素设计增强了杀伤效力，而scFv载体则确保了靶向精确性。未来需在动物模型中验证其体内药效和安全性，并探索与其他靶向药物的协同效应。论文发表于《Biochemistry and Biophysics Reports》，为开发新一代胃癌精准疗法奠定了重要基础。