最新研究成果 | 清華大學(xué)藥學(xué)院杜娟娟課題組提出“雙表位交聯(lián)策略”構(gòu)建離子通道功能性抗體


離子通道作為全球藥物開發(fā)的第二大目標(biāo),全球批準(zhǔn)的藥物中有近18%通過離子通道獲得療效。然而,目前的治療手段只涉及所有已知離子通道中的8%,表明治療創(chuàng)新的巨大潛力尚未充分開發(fā)1

盡管小分子和多肽調(diào)節(jié)劑一直是離子通道藥物開發(fā)的主要重點(diǎn),但是由于在亞型選擇性及免疫原性等方面的表現(xiàn)通常不盡人意,單克隆抗體(mAbs)作為一種有前途的替代方式,因其卓越的選擇性而受到越來越多的關(guān)注2。然而許多離子通道抗體藥物由于其暴露在細(xì)胞外的潛在結(jié)合表位有限,因此通常會(huì)產(chǎn)生親和力較低或非功能性的單克隆抗體3-4。所以,如何構(gòu)建出離子通道的強(qiáng)效功能性抗體仍然是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

NaV1.7是一類新型鎮(zhèn)痛療法的潛在靶點(diǎn),但目前的抗NaV1.7抗體親和力和效力都比較低。為了克服這一挑戰(zhàn),2024年10月25日,清華大學(xué)藥學(xué)院杜娟娟課題組在Cell Reports Medicine期刊發(fā)表研究論文,通過“通道內(nèi)雙表位交聯(lián)策略”針對(duì)電壓門控鈉通道NaV1.7構(gòu)建了強(qiáng)效且具有選擇性的抗NaV1.7抗體。

研究團(tuán)隊(duì)首先通過構(gòu)建針對(duì)電壓感應(yīng)結(jié)構(gòu)域II和IV(VSDII和VSDIV)的雙特異性抗體,觀察到了更強(qiáng)的NaV1.7抑制活性。此外,研究團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了小分子配體-抗體偶聯(lián)物來特異性地靶向VSDII和VSDIV。在這兩種形式中,連接子的長(zhǎng)度是決定有效雙表位交聯(lián)的關(guān)鍵因素。其中一種小分子配體-抗體偶聯(lián)物(1080-PEG7-ACDTB)顯示出最高的抑制活性,半失活狀態(tài)下的IC50為0.06 ± 0.01 nM,對(duì)NaV1.7的親和力相比親本抗體顯著增加了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。此外,它展示出比親本小分子配體更強(qiáng)的亞型選擇性,針對(duì)其他NaV通道的選擇性超過1000倍(圖1)。最后,研究人員深入研究了1080-PEG7-ACDTB對(duì)NaV1.7門控動(dòng)力學(xué)的影響及體內(nèi)外表征,在不同小鼠模型中的鎮(zhèn)痛效果。

這項(xiàng)研究為開發(fā)表達(dá)水平較低、胞外抗體表位有限的困難離子通道靶點(diǎn)的有效特異性抗體提供了一種新方法,有望推動(dòng)離子通道藥物開發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新。


   




致謝



該研究的通訊作者為清華大學(xué)藥學(xué)院杜娟娟副教授,第一作者為清華大學(xué)藥學(xué)院博士生張亞寧(PTN項(xiàng)目)、丁燕超和曾子顏。清華大學(xué)X射線晶體平臺(tái)和藥學(xué)技術(shù)中心、顏寧教授、肖百龍教授及北京大學(xué)黃卓教授為該研究提供了極大幫助。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(82373774)、清華大學(xué)主動(dòng)科學(xué)研究計(jì)劃、北京結(jié)構(gòu)生物學(xué)高等創(chuàng)新中心和清華-北京生命科學(xué)聯(lián)合中心(CLS)項(xiàng)目的資助。


     



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