CN111138515B - 一种靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽及应用。该靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽的氨基酸序列如下所示：FPDSLYSSLFQL。本发明中的抗肿瘤小分子多肽能特异性结合FGFR2，阻断FGFRs信号通路，达到抗肿瘤的效果，因此，可将其用于制备抗肿瘤药物或肿瘤诊断试剂，用于诊断或治疗食管鳞癌，胃癌，乳腺癌，前列腺癌和黑色素瘤等肿瘤。

Description

一种靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽及应用

技术领域

本发明属于生物技术和医药领域，特别涉及一种靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽及应用。

背景技术

FGFRs(成纤维细胞生长因子受体家族)的信号失调涉及到许多肿瘤类型的发生，进展和治疗的抗性。具有高水平FGFR2扩增的胃癌和乳腺癌细胞系在体外对FGFR抑制剂高度敏感。在子宫内膜癌，非小细胞肺癌和胃癌中也发现了FGFR2突变，主要存在于FGFR2胞外段D2和D3区，突变增加了受体二聚化的效率，从而增强了FGFR信号的激活。FGFRs可作为肿瘤靶向治疗的靶标，其家族包括FGFR1，FGFR2，FGFR3，FGF4四种亚型，各个亚型均包含胞外段配体结合区，胞内段激酶结构区域和跨膜区。由于多种肿瘤存在FGFR信号异常，特异性抑制FGFR信号的传导可以作为一种FGFR依赖性肿瘤的有效治疗方式。

目前，已有小分子抑制剂通过阻断FGFRs信号达到治疗相关肿瘤的效果，如Regorafenib、Lenvatinib等，但目前上市的小分子药物主要针对胞内段，存在毒性大，靶点过多等缺点，而蛋白药物可以通过阻断FGF与FGFR结合达到抑制受体信号的作用，通过阻断FGFRs信号通路达到治疗肿瘤疾病的效果，具有良好的生物相容性，如Cetuximab(西妥昔单抗)、panitumumab(帕尼单抗)等抗体。但是蛋白类药物由于分子量较大，注射到人体一般会有免疫原性。因此，多肽类药物具有分子量小，在人体内不结存，无副作用，免疫原性小，活性好等优点成为一个研究的热点。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽。

本发明的另一目的在于提供所述靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽，其氨基酸序列如下所示：FPDSLYSSLFQL。

所述的靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽在制备抗肿瘤药物中的应用。

所述的肿瘤优选为具有FGFRs表达生长依赖性的肿瘤细胞和/或肿瘤组织，特别是具有FGFR2表达生长依赖性的肿瘤细胞和/或肿瘤组织，比如目前有文献报道和本发明实施例证实FGFR2生长依赖的食管鳞癌，胃癌，乳腺癌，前列腺癌，黑色素瘤等。

所述的抗肿瘤药物中靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽的有效浓度为0.8～100μM；优选为20μM。

所述的抗肿瘤药物还可以含有一种或者是至少两种药学上可以接受的载体。

所述的载体优选为缓释剂、赋形剂、填充剂、粘合剂、湿润剂、崩解剂、吸收促进剂、吸附载体、表面活性剂和润滑剂等。

所述的抗肿瘤药物可采用本领域的常规方法制成各种剂型，包括汤剂、片剂、丸剂、胶囊剂、针剂、粉针剂、颗粒剂、冲剂、口服液和糖浆剂，或者采用微纳米技术制成的片剂、胶囊剂、针剂、粉针剂和颗粒剂等。

所述的靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽在制备肿瘤诊断试剂中的应用。

所述的靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽在制备降低ERK1/2的磷酸化水平或抑制FGFR信号通路的药物中的应用。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：本发明提供的抗肿瘤小分子多肽能特异性结合FGFR2，阻断FGFRs信号通路，达到抗肿瘤的效果。因此，可用其制备抗肿瘤药物或诊断试剂。

附图说明

图1是T1多肽对SGC-7901细胞作用的结果图。

图2是T1多肽对各细胞株的抑制效果图；其中：图A为T1多肽对DU145细胞株的抑制效果图，图B为T1多肽对Mda-Mb-231细胞株的抑制效果图，图C为T1多肽对MCF-7细胞株的抑制效果图，图D为T1多肽对A375细胞株的抑制效果图。

图3是T1多肽在SGC-7901细胞表面的共定位实验结果图。

图4是T1多肽作用于肿瘤细胞后FGFR2下游信号通路变化图。

图5是T1多肽对裸鼠移植瘤的治疗效果图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明首先采用基于噬菌体展示技术的多肽库，以噬菌体表面展示的随机多肽与FGFR2蛋白胞外段结合为基础。通过固定化的FGFR2胞外段重组蛋白与具有随机多肽序列的噬菌体库共同孵育，经过清洗，扩增，再次孵育等多次循环，对高结合力噬菌体进行测序，获得具有FGFR2高亲和力短肽。希望依靠短肽对FGFR2胞外段的高亲和力，对bFGF(碱性成纤维细胞生长因子)的结合起到阻断作用，从而发挥抗肿瘤作用。

其次，利用CCK8法对FGFR依赖性肿瘤细胞系进行检测，从筛选到的短肽中发现对肿瘤细胞具有显著的抑制增殖效果。并且在克隆形成实验中进一步观察到了对肿瘤细胞的抑制作用。

进一步的，本发明发明人对T1多肽对表达FGFR2的细胞结合位置进行定位，发现T1多肽能够与表达FGFR2的细胞膜结合，与预期一致。检测加T1多肽后的肿瘤细胞信号通路发现，T1多肽能够特异性抑制FGFR下游与肿瘤增殖密切相关的AKT，ERK通路的磷酸化。本发明发明人对T1多肽与FGFR2胞外段的结合模式进行了计算机模拟，发现T1多肽能够特异性抑制FGFR2蛋白种与bFGF结合的若干核心氨基酸，从而阻断了bFGF与FGFR2的结合。

最后，本发明发明人进行了动物实验，通过对移植有SGC-7901肿瘤细胞的裸鼠进行治疗，观察到T1多肽能够显著抑制肿瘤细胞在裸鼠体内的生长。

本发明中的实验方法，如无特殊说明，均按照常规实验方法进行。

本发明中所使用的实验材料、试剂等如无特殊说明，均为商业途径获取。

实施例1小分子多肽的筛选与抗肿瘤作用的检测

(1)小分子多肽的筛选

本发明基于噬菌体展示技术，依靠一定序列的多肽与FGFR2存在非共价结合为基础，在聚苯乙烯平板上孵育FGFR2胞外段重组蛋白(购自义翘神州科技有限公司，北京，货号16483-H08H)的PBS缓冲液，使蛋白与平板结合，后对平板经过5％(w/v)的BSA(牛血清白蛋白)封闭和使用TBST缓冲液清洗的处理，将含有2.7*10⁹种表达不同短肽序列的噬菌体(购自New England Biolab，北京，商品名Ph.D.-12phage display peptide library kit)与平板共同孵育，洗脱未结合的噬菌体，将能够结合的噬菌体在ER2738大肠杆菌(由上述噬菌体试剂盒中提供)体内扩增，并重复以上实验多次，得到具有强结合力的噬菌体，采用上述试剂盒说明书提供的方法提取噬菌体DNA进行测序，获得该噬菌体的多肽序列，命名为T1，根据氨基酸序列合成纯度98％的多肽用于进一步功能实验。该噬菌体的多肽序列如下：

多肽名称：T1

多肽序列：FPDSLYSSLFQL

实施例2T1多肽的细胞水平功能试验

①选择试验细胞株

由于FGFR2在SGC-7901细胞中有一定的表达水平，多种文献在SGC-7901细胞中研究FGFR的生物学功能，特别是FGFR家族的靶向抑制剂，因此首先在SGC-7901细胞株(购自上海细胞库)中进行Cell Counting Kit-8法筛选所合成的多肽对肿瘤细胞的增殖是否具有抑制作用。

②试验方法

A，在添加10％(v/v)胎牛血清的DMEM培养基中培养SGC-7901细胞至对数期，消化收集细胞，均匀铺在96孔板中，细胞密度为2000/孔，贴壁24小时后用无血清DMEM培养基饥饿12小时，之后更换培养基为添加5％(v/v)胎牛血清的DMEM培养基并加T1多肽处理48小时，每个浓度梯度设置6个复孔；其中，T1多肽的终浓度分别为0.8、4、20、100μM，以不添加T1多肽为对照。

B，弃去培养液，更换含有10％(v/v)的CCK8溶液的DMEM培养基，37℃培养箱内孵育60min，在酶标仪下测量450nM波长的吸光度。

(3)试验结果

结果如图1所示：细胞增殖实验结果表明，T1多肽对于SGC-7901细胞的增殖具有显著的抑制作用，在20μM的多肽浓度下，具有最大的抑制效果，并且具有浓度依赖性，最大抑制率达到36％。继续增加浓度不会增加浓度依赖性。

实施例3：多肽T1广谱抗肿瘤性的检测

(1)选择试验细胞株

备选细胞株为DU145(人前列腺癌细胞)、Mda-Mb-231(人胃腺癌细胞)、EC9706(人食管鳞癌细胞)、A375(人黑色素瘤细胞)，以上四株细胞均购自上海细胞库。

(2)试验方法

试验方法同实施例2，细胞株为DU145、Mda-Mb-231、EC9706、A375。

(3)试验结果

结果如图2所示：T1多肽对以上四株细胞的增殖都有一定的抑制水平，且都呈浓度梯度依赖性，基本给药浓度不超过20μM即可获得最大抑制效率。本试验可知T1多肽对四株细胞的抑制率较为明显的是DU145、MM231、EC9706细胞。

实施例4：T1多肽与表达FGFR2细胞的结合位置检测。

(1)选择实验细胞

T1多肽在抑制细胞增殖实验中对SGC-7901细胞增殖影响最大，因此在本实验中选择SGC-7901细胞作为实验对象。

(2)试验方法和结果

首先T1多肽与FITC荧光素(异硫氰酸荧光素)连接，获得T1-FITC，以便观察T1多肽在细胞中的结合部位。之后培养SGC-7901细胞于激光共聚焦皿，PBS缓冲液清洗平板表面杂质，4％多聚甲醛固定10min，分成T1多肽组与FITC组，两组均与细胞核染色剂DAPI，细胞膜染色剂DIO共同孵育30min，PBS缓冲液清洗后T1多肽组加入浓度为50μM的T1-FITC，FITC组加入同浓度的FITC染料，孵育30分钟后PBS缓冲液清洗并使用激光共聚焦显微镜观察。

结果如图3所示：观察发现，在同等激光强度下，T1多肽与细胞膜染色试剂DIO的荧光区域完全一致，与细胞核染色剂DAPI的染色区域不重合，表明T1多肽与细胞膜蛋白结合，与细胞核不发生结合。在该激光强度下，FITC组未观察到FITC染料的荧光。说明T1多肽能特异性与细胞膜结合，与预期符合。

实施例5T1多肽对肿瘤细胞的信号通路检测

进一步探究T1多肽对细胞增殖影响的分子机制，在六孔板中培养SGC-7901细胞，在培养液中按照浓度梯度加入T1多肽(0.8、4、20、100μM)和bFGF(购自义翘神州科技有限公司，北京，货号10014-HNAE)并收集细胞，提取蛋白并通过Western Blot检测FGFR下游信号通路的影响。

结果如图4所示：由图可知，bFGF显著上调了FGFRs和ERK1/2的磷酸化水平，当加入T1多肽后，ERK1/2的磷酸化水平逐渐降低，当T1多肽浓度达20μM时，ERK1/2磷酸化水平降到最低，表现出浓度依赖性，并且20μM并非最大抑制浓度，AKT的磷酸化水平影响与ERK1/2类似。由此表明T1多肽影响了FGFR信号通路的激活。

实施例6T1多肽抗肿瘤作用的在体动物实验

购买BALB/c裸鼠22只(6周龄，雌性)，SPF级条件饲养，恒定温度(22～24℃)，恒定湿度(50％～70％)，饲养笼、垫料、饲料和水均经高压蒸汽灭菌。

腹腔注射0.5％的戊巴比妥钠麻醉裸鼠(按35mg/kg剂量计算)，酒精棉球消毒裸鼠右侧腋下皮肤，用1ml注射器于皮下接种SGC-7901细胞悬液100μL(约2×10⁶个)/只。接种两周后，裸鼠右侧背部皮肤会明显见到瘤体，开始进行给药实验。

将裸鼠随机分为2组，①阴性对照组：PBS缓冲液0.2ml；②T1多肽组：20mg/kg；每组11只，进行给药处理：每三天进行一次癌旁皮下注射给药，连续给药7次；

按照给药频率在给药前用游标卡尺测量肿瘤的长径(X)，短径(Y)和大小，根据体积公式：V＝π*x*y*y/6计算肿瘤体积。

结果如图5所示：根据统计结果，给药后T1多肽能够显著抑制移植瘤的生长。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

序列表

<110> 暨南大学

<120> 一种靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽及应用

<160> 1

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 12

<212> PRT

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<220>

<223> 小分子多肽

<400> 1

Phe Pro Asp Ser Leu Tyr Ser Ser Leu Phe Gln Leu

1 5 10

Claims (8)

1.一种靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽，其特征在于：氨基酸序列如下所示：FPDSLYSSLFQL。

2.权利要求1所述的靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于：

所述的肿瘤为具有FGFR2表达生长依赖性的肿瘤细胞和/或肿瘤组织。

3.根据权利要求2所述的靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于：

所述的肿瘤为食管鳞癌，胃癌，前列腺癌或黑色素瘤。

4.根据权利要求2所述的靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于：

所述的抗肿瘤药物中靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽的有效浓度为0.8～100μM。

5.根据权利要求2～4任一项所述的靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于：

所述的抗肿瘤药物还可以含有一种或者是至少两种药学上可以接受的载体；

所述的载体为缓释剂、赋形剂、填充剂、粘合剂、湿润剂、崩解剂、吸收促进剂、吸附载体、表面活性剂或润滑剂。

6.根据权利要求2～4任一项所述的靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于：

所述的抗肿瘤药物的剂型为汤剂、片剂、丸剂、胶囊剂、针剂、粉针剂、颗粒剂、冲剂、口服液或糖浆剂。

7.权利要求1所述的靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽在制备肿瘤诊断试剂中的应用，其特征在于：

所述的肿瘤为具有FGFR2表达生长依赖性的肿瘤细胞和/或肿瘤组织。

8.权利要求1所述的靶向FGFRs的抗肿瘤小分子多肽在制备降低ERK1/2的磷酸化水平或抑制FGFR信号通路的药物中的应用。

Images