CN114891126B - 一种靶向fshr和cd3分子的双结合蛋白及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白及其应用,属于生物医药领域。该双结合蛋白包含至少一个靶向CD3的单链抗体和至少一个结合FSHR的氨基酸片段,其中靶向CD3的单链抗体来源于OKT3单克隆抗体重链可变区和轻链可变区通过15个氨基酸短肽连接而成的抗体,结合FSHR的氨基酸片段来源人FSH分子中具有结合FSHR能力的氨基酸片段。本发明的上述双结合蛋白同时结合CD3分子和FSHR分子,通过细胞实验发现其可显著提高PBMC对FSHR阳性的肿瘤细胞系的杀伤能力,为FSHR阳性的相关肿瘤疾病提供候选药物。

Description

一种靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白及其应用
技术领域
本发明属于生物医药领域,具体涉及一种靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白及其应用。
背景技术
单克隆抗体因其特异性靶向分子的能力,在肿瘤治疗中已发展成为一种关键和有效的治疗方式。但是,由于肿瘤复杂的疾病发病机制,针对单一靶点的单克隆抗体难以表现出足够的治疗效果。在这一背景下,双特异性抗体应运而生。双特异性抗体拥有两种特异性抗原结合位点,可以同时与靶细胞和功能细胞相互作用,进而促进对靶细胞的杀伤。
单链抗体是由抗体重链的可变区与轻链的可变区在一段肽链的连接下构成的小分子,是具有抗体活性的最小功能结构单位。完整的抗体由两条重链和两条轻链构成,人工改造可使其只表达可变区,通过人工设计的连接肽将抗体重链可变区和轻链可变区连接而成的抗体就称为单链抗体,最简单的双特异性抗体就是把分别来自两个单克隆抗体的不同单链抗体串联起来,就可以起到连接靶细胞和功能细胞(如T细胞)的作用。
CD3靶点是双特异性抗体开发中较早切入的靶点方向,CD3单克隆抗体可与T细胞抗原受体(TCR)结合形成受体复合物激活T细胞,实现T细胞重定向。与单克隆抗体相比,双特异性抗体增加了一个特异性抗原结合位点,因而特异性更强、更能准确靶向肿瘤细胞并降低脱靶毒性,但双特异性抗体药物的开发复杂性更高,技术壁垒更高,对于技术平台和靶点选择的适配性要求更高。
在成年人和动物中,卵泡刺激素受体(FSHR)主要在睾丸支持细胞和卵巢颗粒细胞表面表达,在睾丸和卵巢血管内皮细胞低表达。卵泡刺激素(FSH)通过与睾丸支持细胞和卵巢粒层细胞表面的FSHR结合,在性腺发育过程中发挥重要作用。同时FSHR在多种肿瘤细胞中表达,如卵巢癌、睾丸癌、前列腺癌以及子宫内膜癌等,是肿瘤治疗的一个候选靶点。
发明内容
有鉴于此,本发明借鉴于双特异性抗体的方法提出一种靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白及其应用,获得具有靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白,为FSHR阳性肿瘤的治疗提供候选药物。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供的一种靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白,包含至少一个靶向CD3的单链抗体和至少一个结合FSHR的氨基酸片段。
作为优选,所述靶向CD3的单链抗体来源于OKT3单克隆抗体重链可变区和轻链可变区通过15个氨基酸短肽连接而成的抗体,其氨基酸序列为QVQLQQSGAELARPGASVKMSCKASGYTFTRYTMHWVKQRPGQGLEWIGYINPSRGYTNYNQKFKDKATLTTDKSSSTAYMQLSSLTSEDSAVYYCARYYDDHYCLDYWGQGTTLTVSSGGGGSGGGGSGGGGSQIVLTQSPAIMSASPGEKVTMTCSASSSVSYMNWYQQKSGTSPKRWIYDTSKLASGVPAHFRGSGSGTSYSLTISGMEAEDAATYYCQQWSSNPFTFGSGTKLEINR(SEQ IDNO.1)。
作为优选,所述结合FSHR的氨基酸片段来源人FSH分子的一部分。
作为更优选,所述结合FSHR的氨基酸片段来源于人FSH分子中具有结合FSHR能力的氨基酸片段,其氨基酸序列为YTRDLVYKDPARPKIQKTCTF(SEQ ID NO.2)。
作为优选,所述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白包含两个蛋白标签,一个蛋白标签Strep II,其氨基酸序列为WSHPQFEK(SEQ ID NO.3),一个蛋白标签HIS6,其氨基酸序列为HHHHHH(SEQ ID NO.4),双蛋白标签的设计有利于该结合蛋白的纯化和鉴定。
作为优选,所述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白的N端含有信号肽序列,其氨基酸序列为MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSA(SEQ ID NO.5),该结构使该双结合蛋白通过工程细胞分泌表达,便于蛋白生产和纯化。
作为优选,所述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白的氨基酸序列为MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSAWSHPQFEKQVQLQQSGAELARPGASVKMSCKASGYTFTRYTMHWVKQRPGQGLEWIGYINPSRGYTNYNQKFKDKATLTTDKSSSTAYMQLSSLTSEDSAVYYCARYYDDHYCLDYWGQGTTLTVSSGGGGSGGGGSGGGGSQIVLTQSPAIMSASPGEKVTMTCSASSSVSYMNWYQQKSGTSPKRWIYDTSKLASGVPAHFRGSGSGTSYSLTISGMEAEDAATYYCQQWSSNPFTFGSGTKLEINRGGGGSGGGGSGGGGSYTRDLVYKDPARPKIQKTCTFHHHHHH(SEQID NO.6)。
本发明还提供上述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白在制备治疗与FSHR阳性相关的肿瘤疾病的药物中的应用。
与现有技术相比,本发明提供的靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白同时结合CD3分子和FSHR分子,通过细胞实验发现其可显著提高外周血单个核细胞(PBMC)对FSHR阳性的肿瘤细胞系的杀伤能力,为FSHR阳性的相关肿瘤疾病提供候选药物。
附图说明
图1是实施例中过表达目的蛋白质粒转染293FT荧光图。
图2是实施例中目的蛋白提取纯化后银染结果图。
图3是实施例中PBMC对肿瘤细胞系杀伤检测结果。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1:目的蛋白表达
(一)根据目的蛋白氨基酸序列设计对应的密码子,优化后的目的基因为atggacgccatgaagcggggcctgtgctgcgtgctgctcctgtgtggcgctgttttcgtgtccgcctggtcccacccccagttcgagaagcaagtgcagctgcagcaaagcggcgccgagctggccagacctggagccagcgtgaagatgagctgcaaggccagcggctacacctttacaagatacacaatgcactgggtcaagcagagacccggccaaggcctggaatggatcggctatatcaaccccagcagaggctacaccaactacaaccagaaattcaaggacaaggccacactgacaacagataagtcttcttccacagcctacatgcagctgagctccctgacaagtgaagatagcgccgtgtactactgcgcacggtactatgacgaccactactgcctggactactggggacagggcaccaccctgaccgtgtccagcggcggaggcggctctggcggaggcggaagcggcggcggcggctcacagatcgtgctgacccagagccctgctatcatgagcgcctctcctggcgagaaagtgacaatgacctgcagcgccagctcttctgtgtcttacatgaactggtaccagcagaagagcggcaccagcccaaagagatggatctacgacaccagcaagctggcttctggcgtgcctgcccacttccggggcagcggcagcggcaccagctatagcctgaccatcagcggcatggaagccgaggatgccgctacatactactgtcagcagtggagcagcaatcctttcaccttcggctctggaaccaagctggagatcaacagaggcggcggaggcagcggcggcggcggaagcggtggaggaggcagctacaccagagatctggtgtacaaagaccccgcccggcctaaaattcagaagacctgtacctttcaccaccatcaccaccactga(SEQ ID NO.7)。
(二)构建目的基因过表达质粒,委托上海吉凯基因医学科技股份有限公司构建质粒和鉴定质粒。
(三)目的蛋白表达与提取纯化
1、将293FT细胞以10000/cm2的密度接种于六孔板。
2、当293FT细胞汇合度达到80%左右,转染目的基因过表达质粒。
3、过夜后更换新鲜细胞培养液。
4、48小时后收集细胞培养上清液,使用His标签蛋白纯化试剂盒提取纯化目的蛋白。
5、使用Bradford蛋白浓度测定试剂盒进行蛋白浓度测定后,SDS-PAGE凝胶电泳,银染显色。
结果如图1和2所示,可以看出以GV658为载体构建的目的基因过表达质粒成功转染293FT细胞,表达并提取纯化了目的蛋白。
实施例2:目的蛋白靶向能力鉴定
1、超纯水、CD3D-CD3E异二聚体蛋白(10ug/mL)和FSHR(10ug/mL),各取100uL分别包被于96孔板的1个孔位,4℃过夜。
2、去除包被液,用超纯水清洗3遍,各取100uL胎牛血清封闭包被孔位,4℃过夜。
3、去除封闭液,用超纯水清洗3遍,各取实施例1中的目的蛋白(1ug/mL)加入包被孔位中,37℃,1小时。
4、去除上清液,用超纯水清洗5遍,各取100uL稀释2000倍的HRP-Streptavidin加入包被孔位中,37℃,1小时。
5、去除上清液,用超纯水清洗10遍,各取TMB溶液100uL加入包被孔位中,5分钟后测定620nm吸光度值。
HRP-Streptavidin用高纯度的Streptavidin和超纯的HRP交联而成。Streptavidin的中文名为链霉亲和素,可以特异性地与Strep II蛋白标签结合,HRP即辣根过氧化物酶,可以在ELISA时催化TMB产生蓝色。
表1
组别 对照组(water) CD3D-CD3E FSHR
吸光度值 0.0524 0.0532 0.0564
从结果可以看出,实施例1中的目的蛋白可以与CD3D-CD3E异二聚体蛋白和FSHR结合,证明实施例1中的目的蛋白可以结合CD3分子和FSHR分子。
实施例3:目的蛋白对FSHR阳性的肿瘤细胞系的杀伤检测
PBMC是T细胞的主要来源,HO8910是FSHR阳性的人卵巢癌细胞系,Hela是FSHR阳性的人宫颈癌细胞系,本实施例选用以上两种细胞系和PBMC作为实验材料,对目的蛋白靶向性诱导T细胞杀伤FSHR阳性肿瘤细胞的作用进行检测。
1、取HO8910细胞和Hela细胞系,按10000/cm2的密度分组接种于96孔板,分别设置对照组和实验组,每组设4个复孔,置于二氧化碳细胞培养箱培养。
2、接种24小时后,对照组和实验组每孔按效靶比1:20添加PBMC,并且实验组每孔添加目的蛋白,使其终浓度为500ng/mL,对照组不添加目的蛋白,置于二氧化碳细胞培养箱培养。
3、添加PBMC 24小时后,对照组和实验组每孔加入CCK-8溶液20ul,37℃孵育1小时。
4、酶标仪检测,在450nm处测得各孔吸光度值。
PBMC对HO8910细胞和Hela细胞的杀伤检测结果如图2和表2所示,其中效靶比为1:20时的吸光度值。
表2
Figure BDA0003708997800000051
使用SPSS 26.0软件进行方差分析,添加目的蛋白后,PBMC对HO8910细胞的杀伤,P<0.05,差异显著;添加目的蛋白后,PBMC对Hela细胞的杀伤,P<0.01,差异极显著,PBMC对HO8910细胞和Hela细胞的杀伤检测方差分析分别如表3和4所示,证明目的蛋白能显著提高PBMC对FSHR阳性的肿瘤细胞系的杀伤能力。
表3
平方和 自由度 均方 F 显著性
组间 0.149 1 0.149 6.978 0.038
组内 0.128 6 0.021 - -
总计 0.277 7 - - -
表4
平方和 自由度 均方 F 显著性
组间 0.593 1 0.593 31.090 0.001
组内 0.114 6 0.019 - -
总计 0.707 7 - - -
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
序列表
<110> 上海安库生医生物科技有限公司
<120> 一种靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白及其应用
<141> 2022-06-23
<160> 7
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 241
<212> PRT
<213> 人工序列()
<400> 1
Gln Val Gln Leu Gln Gln Ser Gly Ala Glu Leu Ala Arg Pro Gly Ala
1               5                   10                  15
Ser Val Lys Met Ser Cys Lys Ala Ser Gly Tyr Thr Phe Thr Arg Tyr
            20                  25                  30
Thr Met His Trp Val Lys Gln Arg Pro Gly Gln Gly Leu Glu Trp Ile
        35                  40                  45
Gly Tyr Ile Asn Pro Ser Arg Gly Tyr Thr Asn Tyr Asn Gln Lys Phe
    50                  55                  60
Lys Asp Lys Ala Thr Leu Thr Thr Asp Lys Ser Ser Ser Thr Ala Tyr
65                  70                  75                  80
Met Gln Leu Ser Ser Leu Thr Ser Glu Asp Ser Ala Val Tyr Tyr Cys
                85                  90                  95
Ala Arg Tyr Tyr Asp Asp His Tyr Cys Leu Asp Tyr Trp Gly Gln Gly
            100                 105                 110
Thr Thr Leu Thr Val Ser Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly
        115                 120                 125
Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gln Ile Val Leu Thr Gln Ser Pro Ala Ile
    130                 135                 140
Met Ser Ala Ser Pro Gly Glu Lys Val Thr Met Thr Cys Ser Ala Ser
145                 150                 155                 160
Ser Ser Val Ser Tyr Met Asn Trp Tyr Gln Gln Lys Ser Gly Thr Ser
                165                 170                 175
Pro Lys Arg Trp Ile Tyr Asp Thr Ser Lys Leu Ala Ser Gly Val Pro
            180                 185                 190
Ala His Phe Arg Gly Ser Gly Ser Gly Thr Ser Tyr Ser Leu Thr Ile
        195                 200                 205
Ser Gly Met Glu Ala Glu Asp Ala Ala Thr Tyr Tyr Cys Gln Gln Trp
    210                 215                 220
Ser Ser Asn Pro Phe Thr Phe Gly Ser Gly Thr Lys Leu Glu Ile Asn
225                 230                 235                 240
Arg
<210> 2
<211> 21
<212> PRT
<213> 人工序列()
<400> 2
Tyr Thr Arg Asp Leu Val Tyr Lys Asp Pro Ala Arg Pro Lys Ile Gln
1               5                   10                  15
Lys Thr Cys Thr Phe
            20
<210> 3
<211> 8
<212> PRT
<213> 人工序列()
<400> 3
Trp Ser His Pro Gln Phe Glu Lys
1               5
<210> 4
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列()
<400> 4
His His His His His His
1               5
<210> 5
<211> 22
<212> PRT
<213> 人工序列()
<400> 5
Met Asp Ala Met Lys Arg Gly Leu Cys Cys Val Leu Leu Leu Cys Gly
1               5                   10                  15
Ala Val Phe Val Ser Ala
            20
<210> 6
<211> 313
<212> PRT
<213> 人工序列()
<400> 6
Met Asp Ala Met Lys Arg Gly Leu Cys Cys Val Leu Leu Leu Cys Gly
1               5                   10                  15
Ala Val Phe Val Ser Ala Trp Ser His Pro Gln Phe Glu Lys Gln Val
            20                  25                  30
Gln Leu Gln Gln Ser Gly Ala Glu Leu Ala Arg Pro Gly Ala Ser Val
        35                  40                  45
Lys Met Ser Cys Lys Ala Ser Gly Tyr Thr Phe Thr Arg Tyr Thr Met
    50                  55                  60
His Trp Val Lys Gln Arg Pro Gly Gln Gly Leu Glu Trp Ile Gly Tyr
65                  70                  75                  80
Ile Asn Pro Ser Arg Gly Tyr Thr Asn Tyr Asn Gln Lys Phe Lys Asp
                85                  90                  95
Lys Ala Thr Leu Thr Thr Asp Lys Ser Ser Ser Thr Ala Tyr Met Gln
            100                 105                 110
Leu Ser Ser Leu Thr Ser Glu Asp Ser Ala Val Tyr Tyr Cys Ala Arg
        115                 120                 125
Tyr Tyr Asp Asp His Tyr Cys Leu Asp Tyr Trp Gly Gln Gly Thr Thr
    130                 135                 140
Leu Thr Val Ser Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly
145                 150                 155                 160
Gly Gly Gly Ser Gln Ile Val Leu Thr Gln Ser Pro Ala Ile Met Ser
                165                 170                 175
Ala Ser Pro Gly Glu Lys Val Thr Met Thr Cys Ser Ala Ser Ser Ser
            180                 185                 190
Val Ser Tyr Met Asn Trp Tyr Gln Gln Lys Ser Gly Thr Ser Pro Lys
        195                 200                 205
Arg Trp Ile Tyr Asp Thr Ser Lys Leu Ala Ser Gly Val Pro Ala His
    210                 215                 220
Phe Arg Gly Ser Gly Ser Gly Thr Ser Tyr Ser Leu Thr Ile Ser Gly
225                 230                 235                 240
Met Glu Ala Glu Asp Ala Ala Thr Tyr Tyr Cys Gln Gln Trp Ser Ser
                245                 250                 255
Asn Pro Phe Thr Phe Gly Ser Gly Thr Lys Leu Glu Ile Asn Arg Gly
            260                 265                 270
Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Tyr Thr
        275                 280                 285
Arg Asp Leu Val Tyr Lys Asp Pro Ala Arg Pro Lys Ile Gln Lys Thr
    290                 295                 300
Cys Thr Phe His His His His His His
305                 310
<210> 7
<211> 942
<212> DNA
<213> 人工序列()
<400> 7
atggacgcca tgaagcgggg cctgtgctgc gtgctgctcc tgtgtggcgc tgttttcgtg 60
tccgcctggt cccaccccca gttcgagaag caagtgcagc tgcagcaaag cggcgccgag 120
ctggccagac ctggagccag cgtgaagatg agctgcaagg ccagcggcta cacctttaca 180
agatacacaa tgcactgggt caagcagaga cccggccaag gcctggaatg gatcggctat 240
atcaacccca gcagaggcta caccaactac aaccagaaat tcaaggacaa ggccacactg 300
acaacagata agtcttcttc cacagcctac atgcagctga gctccctgac aagtgaagat 360
agcgccgtgt actactgcgc acggtactat gacgaccact actgcctgga ctactgggga 420
cagggcacca ccctgaccgt gtccagcggc ggaggcggct ctggcggagg cggaagcggc 480
ggcggcggct cacagatcgt gctgacccag agccctgcta tcatgagcgc ctctcctggc 540
gagaaagtga caatgacctg cagcgccagc tcttctgtgt cttacatgaa ctggtaccag 600
cagaagagcg gcaccagccc aaagagatgg atctacgaca ccagcaagct ggcttctggc 660
gtgcctgccc acttccgggg cagcggcagc ggcaccagct atagcctgac catcagcggc 720
atggaagccg aggatgccgc tacatactac tgtcagcagt ggagcagcaa tcctttcacc 780
ttcggctctg gaaccaagct ggagatcaac agaggcggcg gaggcagcgg cggcggcgga 840
agcggtggag gaggcagcta caccagagat ctggtgtaca aagaccccgc ccggcctaaa 900
attcagaaga cctgtacctt tcaccaccat caccaccact ga 942

Claims (5)

1.一种靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白,其特征在于,包含一个靶向CD3的单链抗体和一个结合FSHR的氨基酸片段;
所述靶向CD3的单链抗体来源于OKT3单克隆抗体重链可变区和轻链可变区通过15个氨基酸短肽连接而成的抗体,其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示;
所述结合FSHR的氨基酸片段来源人FSH分子的一部分;
所述结合FSHR的氨基酸片段来源于人FSH分子中具有结合FSHR能力的氨基酸片段,其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
2.根据权利要求1所述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白,其特征在于,所述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白还包含两个蛋白标签:一个氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示的蛋白标签Strep II,一个氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示的蛋白标签HIS6。
3.根据权利要求1所述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白,其特征在于,所述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白的N端含有信号肽序列,其氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示。
4.根据权利要求1至3任一项所述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白,其特征在于,所述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示。
5.权利要求1至4任一项所述靶向FSHR和CD3分子的双结合蛋白在制备治疗FSHR阳性的卵巢癌和宫颈癌疾病的药物中的应用。
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