基于细胞的ELISA检测scDb-hERG1-β1、scDb-hERG1-β1-TRAIL和s-trimer-TRAIL…… 开放获取

《Molecular Cancer Therapeutics》：Cell-based ELISA of scDb-hERG1-β1, scDb-hERG1-β1-TRAIL, and s-trimer-TRAIL ... Open Access

　　靶向治疗和免疫治疗显著改善了癌症治疗。TRAIL通过结合DR4和DR5诱导凋亡，但存在半衰期短和DR5活性不足的问题。本研究通过融合TRAIL序列与靶向hERG1/β1整合素的单链二价抗体scDb-hERG1-β1，开发新型抗体scDb-hERG1-β1-TRAIL。实验证明该抗体能有效诱导三阴性乳腺癌细胞凋亡，抑制体外和体内肿瘤生长，且具有良好药代动力学和低毒性。

　　在癌症治疗领域，近年来靶向治疗和免疫治疗的进展显著提升了患者的生存率和生活质量。其中，TRAIL（TNF-related apoptosis-inducing ligand，肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体）作为一种具有强大抗肿瘤活性的细胞因子，其通过与细胞膜上的凋亡诱导受体DR4和DR5结合，激活细胞外凋亡通路，对肿瘤细胞产生特异性杀伤作用。然而，TRAIL在体内的应用仍面临诸多挑战，例如其半衰期较短，无法在体内维持足够时间以实现有效的治疗效果；此外，TRAIL对DR5受体的活性较低，也限制了其在临床中的应用。为了解决这些问题，科学家们开始探索将TRAIL与抗体等靶向分子进行融合，以增强其对肿瘤细胞的识别能力并延长其在体内的作用时间。

本研究中，研究人员开发了一种新型的抗体药物偶联物——scDb-hERG1-β1-TRAIL。这种抗体是由一种单链二聚体（scDb-hERG1-β1）与三个TRAIL序列融合而成，具有双重功能：一方面，它能够特异性识别癌细胞中表达的hERG1/β1整合素复合物，从而实现对肿瘤细胞的精准靶向；另一方面，它还具备TRAIL的促凋亡活性，能够通过与DR4和DR5受体结合，触发细胞凋亡。这一设计不仅提高了TRAIL在体内的稳定性，还增强了其对肿瘤细胞的杀伤效果。

实验结果显示，scDb-hERG1-β1-TRAIL在体外对乳腺癌细胞（包括三阴性乳腺癌细胞）具有显著的促凋亡和抗增殖作用。它能够有效减少细胞活力，诱导细胞凋亡，并且对肿瘤细胞的杀伤效果优于传统的可溶性TRAIL分子。此外，scDb-hERG1-β1-TRAIL在体内也表现出良好的药代动力学特性，具有较长的半衰期（25小时），并且在肿瘤组织中具有良好的渗透性，能够有效分布于肿瘤部位。这表明该抗体在体内具有较高的治疗潜力，尤其适用于那些表达hERG1/β1整合素复合物的难治性癌症，如三阴性乳腺癌。

为了进一步验证scDb-hERG1-β1-TRAIL的治疗效果，研究人员在两种小鼠模型中进行了实验。一种是将MDA-MB-231细胞皮下注射到免疫缺陷小鼠体内，另一种是将细胞植入到NOD SCID小鼠的第四乳腺脂肪垫中，模拟肿瘤在体内自然生长的情况。在两种模型中，scDb-hERG1-β1-TRAIL均显示出对肿瘤生长的显著抑制作用，其抗肿瘤效果与传统的scDb-hERG1-β1抗体相比更为明显。同时，通过免疫组织化学（IHC）和TUNEL凋亡检测，研究人员发现scDb-hERG1-β1-TRAIL能够有效诱导肿瘤细胞凋亡，并且在肿瘤组织中表现出较高的分布和积累。

此外，研究人员还利用微流控芯片技术，构建了一个模拟肿瘤微环境的3D细胞培养系统，以更真实地评估scDb-hERG1-β1-TRAIL的治疗效果。在该系统中，细胞被包裹在凝胶中，并通过微流控通道进行药物灌注。实验结果表明，scDb-hERG1-β1-TRAIL在3D环境中能够更有效地诱导细胞凋亡，并且其细胞毒性随时间推移逐渐增强，表现出显著的抗肿瘤活性。这表明该抗体在模拟体内环境中的表现优于传统2D培养体系，具有更高的临床转化价值。

为了确保该抗体的安全性，研究人员还对其在体内的毒副作用进行了评估。通过检测血清中的AST和ALT水平，以及心电图（ECG）和肾脏灌注指数，研究人员发现scDb-hERG1-β1-TRAIL对正常组织（如心脏、肝脏和肾脏）几乎没有毒性，这为其在临床中的应用提供了重要支持。这一发现表明，scDb-hERG1-β1-TRAIL不仅具有良好的治疗效果，还具备较低的副作用风险，适合用于需要长期治疗的癌症患者。

本研究的创新点在于，通过将TRAIL与抗体分子融合，提高了其在体内的稳定性和靶向性，从而克服了传统TRAIL治疗中的局限性。同时，该抗体在体外和体内的实验均显示出对三阴性乳腺癌细胞的显著抑制作用，且其促凋亡活性远高于单独的TRAIL分子。这一成果为癌症治疗提供了一种新的策略，特别是在治疗那些对传统TRAIL疗法不敏感的难治性癌症方面具有潜在的应用价值。

未来，scDb-hERG1-β1-TRAIL的研究可能会进一步拓展至其他类型的癌症，如胰腺癌和淋巴瘤等，以评估其在更广泛癌症中的治疗效果。此外，研究人员还可以探索该抗体与其他治疗手段的联合应用，以提高其整体疗效。由于该抗体具有良好的药代动力学特性和低毒性，它有望成为一种新型的、具有临床应用前景的抗肿瘤药物。

综上所述，scDb-hERG1-β1-TRAIL作为一种新型的抗体药物偶联物，不仅在体外表现出对肿瘤细胞的高效杀伤作用，还在体内显示出良好的药代动力学特性。它能够特异性识别癌细胞表面的hERG1/β1整合素复合物，并通过激活TRAIL受体触发细胞凋亡，从而实现对肿瘤的精准治疗。这一研究为癌症治疗提供了一种新的思路，特别是在应对传统TRAIL疗法不足的情况下，具有重要的科学和临床意义。