单位文秘网 2021-07-08 08:24:26 点击: 次
摘 要:对RGD(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酰))肽类在肿瘤治疗,血栓,骨组织诱导再生,刺激整合素增加心肌细胞对大分子物质的摄取,抑制细胞粘附,靶向介导等方面的研究现状、应用前景所做的一篇综述性文章。RGD有极为广泛的应用前景和市场价值,RGD的深入研究和发掘,对人类有着重大意义。
关键词:RGD肽;肿瘤;血栓;细胞粘附;靶向作用
Abstract:This is a summary and prospect of the research and application of RGD(Arg-Gly-Asp)peptides. The research includes RGD peptides in tumor therapy, thrombus, bone tissue regeneration,stimulating integrin to increase cardiac myocyte uptake of macromolecules, inhibition of cell adhesion, targeted mediation and so on. RGD is of great significance to human beings because of its extensive application prospect and market value.
Key words:RGD;tumour;thrombus;cell adhesion;targeting
腫瘤(tumor)是一种非遗传的基因疾病,它包含良性肿瘤和恶性肿瘤两类。恶性肿瘤又称为癌症(cancer),是危害人类生命健康的主要疾病之一,癌症死亡人数约占因疾病死亡总人数的25%。整合素在所有肿瘤组织、新生血管内皮细胞膜均有高表达,整合素的表达与肿瘤迁移、血管新生等方面有关[1]。近来研究发现,有11种整合素能与RGD肽特异性结合,为整合素的受体拮抗多肽[2]。所以,以RGD肽独特的靶向作用作为治疗肿瘤的新靶点这一发现是肿瘤患者的福音。RGD肽同时在血栓、骨组织诱导再生、抑制细胞粘附等方面有着重要的研究价值。本文就RGD肽的研究现状及应用前景做一个详尽的总结概括与展望。
1 RGD肽的结构
RGD肽是一系列包含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列的蛋白质结构片段,储存在-20 ℃下,广泛存在于纤连蛋白、玻连蛋白和骨涎腺蛋白等多种细胞外基质蛋白中,可调节细胞与血清及细胞外基质的附着,也被称为细胞黏附肽[3-4]。目前,含RGD序列短肽的设计主要有环状RGD肽[Arg-Gly- Asp-D-Phe-Lys(Ac-CH2-SH)]和线性RGD肽,RGD环肽是基于二硫键循环的RGD肽,比相应线性肽有着更强的受体结合力和受体特异性。
2 RGD肽的应用
整合素即整联蛋白,是一类介导哺乳动物细胞黏附与信号转导的异二聚体跨膜糖蛋白受体,由α和β亚单位组成,参与包括细胞迁移、细胞侵袭、细胞和细胞间的信号传导、细胞黏附及血管新生过程等多种细胞活动的调节,其中对整合素αvβ3的研究最为广泛。整合素αvβ3的表达与肿瘤的迁移、血管新生、炎症反应、骨质疏松等方面均有关。RGD肽可被整合素αvβ3特异性识别。外源性RGD肽的存在能与细胞外基质竞争结合整合素αvβ3,从而达到抑制肿瘤细胞迁移、侵袭和黏附作用。
2.1 肿瘤治疗中的应用研究
在肿瘤细胞及肿瘤血管内皮细胞表面αvβ3常呈高表达,在很多正常细胞膜表面αvβ3表达缺失。RGD 肽可以通过特异性结合整合素的配体,从而抑制αvβ3的活性,间接抑制肿瘤新生血管的形成。同时,由于肿瘤组织中整合素αvβ3的高表达,RGD肽也可以用作特异性载体,靶向定位肿瘤细胞、肿瘤组织成像、抗肿瘤药物的靶向治疗、用作肿瘤治疗的环肽探针等。
放射性核素标记的RGD肽示踪剂与肿瘤新生血管高表达的αvβ3整合素的靶向显像,是目前应用前景最好的肿瘤血管生成分子影像学方法,可为肿瘤治疗带来新的契机[5-6]。目前肿瘤新生血管为靶点的抗肿瘤治疗成为热点,整合素αvβ3是理想的肿瘤靶向治疗靶点,其配体 RGD 肽可以作为载体,携带着效应分子,抑制肿瘤生长和新生血管的形成。动物实验显示,RGD修饰的化合物SC-68448抑制小鼠肿瘤生长,高达80%。肿瘤靶向性MR分子探针能与肿瘤细胞的某一特定生物分子或者细胞结构靶向性特异性地结合,并提供体内或体外影像学示踪的标记化合物分子,这些标记化合物分子能够在活体或离体反映其靶生物分子的量和功能。随着对整合素配体与受体结合的深入研究,含RGD序列的环肽探针成为了比较理想的显像靶点[7-8]。赵荣荣等人利用超微超顺磁性氧化铁(USPIO)标记的含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列的环肽探针(RGD-USPIO)评价核苷组合对人肝癌细胞Bel-7402的作用效果及抗肿瘤作用机制[9]。
2.2 靶向溶栓药物中的应用研究
1984年Pierschbacher等首次发现了存在于纤维蛋白原中的RGD序列是活化的血小板识别位,随后RGD肽及其衍生物逐渐成为广大研究者关注的热点。血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体的活化是血小板聚集的最终共同通道,在血栓形成中起到重要作用。RGD序列作为活化血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体的特异性配体,具有抗血小板聚集作用和血栓靶向性,有望应用于发现早期动脉血栓。RGD序列只能与血栓部位活化的血小板结合,而对循环血小板没有影响。因此用RGD序列制备靶向溶栓药物,可以提高溶栓药物的特异性和靶向性。目前,主要有含RGD序列的嵌合体溶栓药物和RGD导向溶栓药物。现阶段,以RGD序列为基础的GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂,如替罗非班、拉米非班等,被广泛应用于临床急性冠状动脉综合征,大多研究尚处于体外和动物实验阶段,需要进一步的实验来验证RGD靶向溶栓药物对人体的影响[10]。
2.3 骨组织诱导再生中的应用研究
由于RGD肽类分子具有细胞黏附性,可有效的促进细胞对生物材料的黏附,所以为了开拓其在生物医学领域的应用。钛及其合金广泛应用与口腔医学领域,RGD修饰的钛及其合金材料的表面能明显缩短与骨结合的时间,提高其生物相容性。修饰后的材料表面能促进骨髓基质干细胞、成骨细胞、成骨样细胞和血管内皮细胞甚至牙龈成纤维细胞的黏附、增殖和分化,进而影响成骨作用,进而有利于钛种植体的骨结合强度和缩短骨结合时间[11]。
赵长虹通过研究RGD改性氧化石墨烯膜的制备、表征,以及其对成骨细胞功能的影响,探究氧化石墨烯与RGD结合后功能的变化。已有实验证明通过对GO进行RGD功能化改性,明显促进了成骨细胞的功能,这种促进作用[12]。聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)是乳酸和羟基乙酸开环聚合形成的聚酯,是一种优良、安全的骨组织工程支架材料,能根据需要定向分化细胞以适应不同的骨或软骨损伤采用。用不同RGD修饰的方式以适应制备各种形状的PLGA支架,能使PLGA支架更好地达到修复和重建骨或软骨损伤的目的[13]。
2.4 心肌细胞膜损伤修复中的应用研究
Dysferlin为一跨膜膜蛋白,参与细胞膜修复补片的形成,因而在心肌细胞膜损伤修复中有重要作用,有研究表明,在心肌细胞损伤的早期,应用适当方法促进Dysferlin活性,及时修复损伤的心肌细胞膜,对保护心肌细胞至关重要,整联蛋白是跨细胞膜的机械刺激感受分子,其将细胞外基质与细胞内结构联系起来,RGD是整联蛋白的刺激物质,可用来模拟对心肌细胞的机械张力刺激,促进Dysferlin活性,增加心肌细胞对大分子物质如OTR、DTR等的摄取。特异的细胞外间质-整合素(含有RGD结构域或及其受体)在超负荷心肌肥大机制中可能发挥了跨膜信号传递作用。关青等人以100 ~ 300mg /L 甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬酰胺-色氨酸序列(RGD) 刺激NRCMs 整联蛋白,同时加入不同浓度德克萨斯红标记的卵蛋白( OTR)、右旋糖苷( DTR),孵育,应用免疫荧光技术研究心肌细胞对OTR、DTR 的摄取及 Dysferlin 面积[14]。
2.5 抑制细胞黏附中的应用
纤粘连蛋白的很多功能中,最基本最重要的一项是促进细胞的黏连生长,而细胞的黏连是机体结构得以维持、细胞生长完成的必要条件。大量的研究和临床应用已证明,纤粘连蛋白在伤口的修复和愈合中起着十分重要的作用,是促进伤口愈合的关键物质。黄宜兵和吴胜男等人通过合成RGDS和RGDS-NH2,探究RGD、RGDS、RGDS-NH2和RGD-(NH2)2 四种细胞粘附肽抑制肿瘤细胞粘附的能力,证实了RGD三肽是纤粘连蛋白与其受体的特异性结合位点,通过RGD的靶向性,可以更好的起到抑制细胞黏附的作用。
2.6 RGD靶向介导血管内超声评价斑块新生滋养血管中的应用
研究显示:动脉壁及斑块内新生滋养血管与斑块稳定性和心血管事件的发生密切相关。整合素αvβ3作为新生血管标志物,与斑块稳定性密切相关。用精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸环多(CRGD)微泡进行血管内超声分子成像,能通过增强超声回声对反映斑块新生滋养血管密度,目前实验还在初步研究阶段,通过进一步研究有望用于对动脉粥样硬化病变诊断及斑块稳定性的评估。刘雪薇等人以构建动脉粥样硬化模型的方式通过RGD靶向微泡及RAD同型对照微泡IVUS进行对比成像,超声评价斑块新生滋养血管。
2.7 其他方面的应用
用RGD肽修饰地塞米松,增强其抗炎活性,减少骨质疏松的作用。RGD修饰的蚕丝蛋白纳米颗粒与抗炎药物结合,在三硝基苯磺酸诱导的实验性结肠炎中,表现出良好的抗炎效果;环状RGD装入依达拉奉脂质体有激活神经元的功能;RGD修饰的腺病毒载体与编码人类 X染色体凋亡抑制蛋白和肝细胞生长因子结合形成的复合体,可能会提高人体胰岛移植的效果。
3 总结与展望
RGD肽通过其特有的生物学特性已广泛应用于肿瘤治疗、靶向溶栓药物、骨组织诱导再生、心肌细胞膜损伤修复、抑制细胞黏附以及靶向介导血管内超声评价斑块新生滋养血管等各个领域,有极为广泛的应用前景和市场价值。同时用何种放射性示踪剂标记RGD最适合亲肿瘤显像、如何修饰RGD与药物更具靶向性等等方面都需进一步探索。RGD的应用研究,将对人类健康具有重大意义。
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作者简介:
韩春丽(1997- ),性别:女,民族:汉族,籍贯:山东省曹县,学历:本科,职称:无,研究方向:制药工程。
通讯作者简介:
张中玉(1987- ),性别:男,民族:汉族,籍贯:山东省德州市,学历:博士研究生,职称:讲师,研究方向:药物化学。
基金项目:国家大学生创新创业训练计划项目 项目编号:201710448171
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