設計標靶組合蛋白及血管內皮生長因子路徑之雙特異性癌症藥物

腫瘤血管新生是控制腫瘤進展和轉移的關鍵過程。它控制腫瘤發生過程中血管新生因子及其受體上調的複雜協調之作用。血管內皮生長因子（VEGF）及其受體（VEGFR）不僅在生理方面而且在腫瘤血管新生中扮演主要作用。組合蛋白(integrin)是α及β次元體所組成的異構體，不僅有助於腫瘤血管新生而且作用在許多常見疾病的發生和/或發展。它們表現在所有細胞的表面使細胞具有黏著能力，且常在腫瘤細胞中過度表達。由於血管新生是一個高度調控的過程，涉及多個信號通路，因此關鍵信號通路之間的協調作用至關重要。在過去的研究中，我們成功地表現馬來蝮蛇去組合蛋白rhodostomin(Rho)在酵母菌Pichia pastoris表現系統與纖維黏蛋白第Ⅲ型域(Fn3)在大腸桿菌表現系統，並證實重組Rho與Fn3具有正確的活性及結構。我們基於結構的設計和利用定點突變法設計分別對組合蛋白αvβ3及α5β1具有高親和力與專一性的Rho與VEGFR2特異性Fn3突變蛋白。根據體外和體內試驗的結果，我們發現組合蛋白αvβ3和α5β1特異性Rho和VEGFR2特異性Fn3突變體可以抑制人類臍靜脈內皮細胞和腫瘤細胞的增殖，粘附和遷移。它們是用於治療血管新生和癌症的有效蛋白質藥物。許多研究發現同時抑制組合蛋白和血管新生因子途徑，能夠對抗血管新生有協同作用。特別是，激活的組合蛋白αvβ3和VEGFR2共定位在增殖血管的內皮細胞上，與單一療法相比，同時加入它們的拮抗劑有更好抑制腫瘤血管新生的作用。在這項研究中，我們有五個具體目的來設計同時抑制組合蛋白和VEGFR途徑的藥物，用於干預性的方法治療癌症，並將（1)優化融合VEGFR2特異性Fn3突變體和組合蛋白特異性Rho突變體雙重抗癌蛋白的G4S，PA和EAAAK接頭，及間隔子大小；（2)利用融合包括Avastin和Eylea在內的抗VEGF藥物和具有標靶VEGF和組合蛋白途徑的雙重蛋白；（3)利用細胞的測定法確定Rho和Fn3突變體及其融合蛋白的功能；（4)利用NMR光譜和X射線晶體學確定Rho和Fn3突變體及其融合蛋白的3D結構;（5)與五個實驗室合作，使用動物模型評估這些藥物的療效。我們將發展其中之一的候選蛋白藥物應用於癌症治療，並在三年內進入臨床前試驗，五年內進入臨床試驗階段。