一种用于在宫颈癌细胞内递送具有生物活性的HPV E6抑制剂的细胞穿透肽的研制

《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》：Development of a cell-penetrating peptide for intracellular delivery of a biologically active HPV E6 inhibitor in cervical cancer cells

　　

摘要

背景

高危人乳头瘤病毒（HPVs）的E6癌蛋白会与泛素连接酶E6AP形成复合物，进而促使p53蛋白被蛋白酶体降解，从而推动宫颈癌的发生。一种由15个氨基酸组成的肽段（pep11）已被证明能够破坏HPV16的E6/E6AP复合物，恢复p53的稳定性，并诱导HPV16阳性癌细胞发生凋亡。在本研究中，研究人员将一种短链细胞穿透肽（CPP）连接到pep11的N端，以提高其在HPV阳性癌细胞中的溶解度及细胞内递送效率。

方法

CPP-pep11是通过Boc化学方法合成的。利用AlphaFold2模型模拟了CPP-pep11与HPV16和HPV18的E6蛋白之间的相互作用，同时通过核磁共振波谱对肽段结构进行了分析。HPV16阳性的SiHa细胞和HPV18阳性的C4-I宫颈癌细胞分别被0.5–20 μM浓度的CPP-pep11处理24–72小时。研究通过xCELLigence检测和集落形成试验来评估其对细胞增殖和克隆能力的影响；通过共聚焦显微镜和差异细胞分级法分析肽段的吸收与定位情况；而通过西方印迹法和细胞毒性试验来检测p53的表达水平及细胞的存活状况。

结果

AlphaFold2模型预测表明，CPP-pep11能够与HPV16的E6和HPV18的E6发生相互作用，且与HPV16的E6结合更为稳定。在20 μM浓度下，CPP-pep11可溶于水，核磁共振分析显示其主要以无序构象存在。该肽段能够有效进入SiHa细胞和C4-I细胞的细胞膜，在较低浓度（0.5–5 μM）时主要定位于细胞质中，而在较高浓度（10–20 μM）时则聚集在细胞核内。CPP-pep11能够剂量和时间依赖性地抑制细胞增殖，使两种细胞系的集落形成显著减少。此外，处理48小时和72小时后，p53的水平有所回升，这一现象也与E6介导的p53降解被阻断相符。

结论

综上所述，CPP-pep11是一种基于肽类的新型抑制剂，可作用于HPV16的E6和HPV18的E6蛋白，通过恢复p53的水平并抑制癌细胞增殖，因此在治疗HPV相关恶性肿瘤方面具有潜在应用价值。