靶向脑胶质瘤的环状多肽氯毒素的识别机制及选择性修饰研究

基本信息
批准号:81703406
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.10
负责人:何春茂
学科分类:
依托单位:华南理工大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赖璇迪,彭俊瑛,李子宜,耿鑫然
关键词:
选择性修饰多肽偶联药物肿瘤环状多肽靶向机制
结项摘要

Selective targeting of tumor cells is the key of cancer diagnosis and therapy. Brain tumor, such as glioma, surrounds by delicate and complicated environment, and is protected by the blood-brain barrier, which makes it extremely challenge to achieve selective targeting. Chlorotoxin, a cyclic peptide from the venom of scorpion, shows very high selectivity towards glioma and has the ability to cross the blood-brain barrier. As such, it is a promising molecule, when conjugated with fluorescent molecules, in areas like fluorescent tumor imaging and guided surgeon. The targeting mechanism (towards the receptor MMP-2), however, is largely unknown, which severely limits the related structure modification and drug design. MMP-2 is a relatively large protein molecule, in the proposal, we will try to express and study its domains independently. The key interacting residues in chlorotoxin will be identified via biophysical methods. Next, site-selective modification of chlorotoxin will be investigated to obtain safer and more effective peptide-drug conjugates. The proposed research will help to elucidate the tumor targeting mechanism of chlorotoxin; it sets the stage for developing chlorotoxin towards a useful targeting molecule and related drug development.

肿瘤细胞的靶向识别是癌症诊断及治疗的关键。脑部肿瘤,如脑胶质瘤等,生理环境精细复杂,且受到血脑屏障的保护,因此,实现其靶向识别更具挑战性。来源于蝎子毒液的环状多肽氯毒素对脑胶质瘤细胞有特异的选择性和血脑屏障穿透性,已在相关癌症的荧光成像和术中导航等方面展现出极大的应用前景。然而,氯毒素的靶向机制(与受体蛋白质MMP-2的作用机制)尚未阐明,严重地限制了基于其结构修饰的药物设计研究。考虑到MMP-2分子量较大,本项目拟分别对其各结构域进行表达与研究,揭示其与氯毒素作用的关键氨基酸残基信息。在此基础上,发展化学修饰新方法,实现氯毒素的选择性、均一修饰,获得更为安全有效的多肽—药物偶联复合物。本项目的研究结果将有助于阐明氯毒素的肿瘤靶向机制这一基础性问题,并为研究氯毒素成为多用途靶向分子及相关药物发现奠定基础。

项目摘要

肿瘤细胞的靶向识别是癌症诊断及治疗的关键。脑部肿瘤,如脑胶质瘤等,生理环境精细复杂,且受到血脑屏障的保护,因此,实现其靶向识别更具挑战性。来源于蝎子毒液的环状多肽氯毒素对脑胶质瘤细胞有特异的选择性和血脑屏障穿透性,已在相关癌症的荧光成像和术中导航等方面展现出极大的应用前景。然而,氯毒素的靶向机制(与受体蛋白质MMP-2的作用机制)尚未阐明,严重地限制了基于其结构修饰的药物设计研究。本项目通过分子生物学,生物物理学等手段,对CTX与受体蛋白质MMP-2及其相关信号通路蛋白之间作用的分子机制进行了研究。在此基础上,发展了一种高效的固相多肽合成技术并将其用于制备选择性高、均一修饰的多肽(CTX)——锰碳基前药偶联复合物。我们研究发现该类复合物可在可见光激发下释放一氧化碳,从而有望实现CO这一高活性治疗小分子的时空选择性可控释放,具有较高的生物医药应用潜力。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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