RGD肽的研究進(jìn)展及其在抗腫瘤治療中的應(yīng)用

李鄭武，梁秋波，張雪亭，呂中華，劉恒，袁淑杰*

（哈藥集團(tuán)技術(shù)中心，黑龍江哈爾濱150025）

RGD肽是含有Arg-Gly-Asp的小肽，在許多生物體內(nèi)及同一生物體的各種組織中廣泛存在，是整合素與其配體相互作用是別的位點(diǎn)。自Pierschbacher等[1]于1984年首次報(bào)道纖維蛋白原中所含的RGD序列為細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn)以來，RGD肽及其衍生物就成為眾多學(xué)者關(guān)注與研究的熱點(diǎn)。本文就RGD肽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，與整合素的特異性結(jié)合以及在抗腫瘤上的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1.RGD肽的機(jī)構(gòu)

大多數(shù)線性RGD肽在循環(huán)過程中半衰期較短，其治療效果和生物活性不夠理想。為了獲得滿意的抗腫瘤效果，往往需要高劑量的含RGD序列的線性肽，這無疑增加了治療費(fèi)用。因此，增加肽類化合物穩(wěn)定性、提高肽的生物活性，是對(duì)RGD肽進(jìn)行改造的目標(biāo)。人們通過合成不同的含有RGD的多肽進(jìn)行了研究，現(xiàn)按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分述如下：

1.1 RGD線形肽：人們合成RGD、RGD-NH2、RGDS、GRGDSP、GRGDSPC、GRGDAP等RGD線形肽，發(fā)現(xiàn)它們具有抑制細(xì)胞粘附和抑制腫瘤細(xì)胞的肺轉(zhuǎn)移，不含RGD的肽則無此作用。

1.2 RGD反轉(zhuǎn)肽：RGD序列相反的反轉(zhuǎn)肽SDGR和其對(duì)應(yīng)的正常肽有相似生物學(xué)作用，能抑制鼠黑色素瘤細(xì)胞的粘連。

1.3 RGD序列環(huán)肽：環(huán)肽抑制瘤細(xì)胞與纖維連接蛋白粘附的作用比線狀肽強(qiáng)10倍，不同環(huán)肽的活性順序?yàn)閏GRGDSPA>cGRGD>cRGDS>cGRGDSP>cGRGDS>cRGDSP>cRGDSPA。

2.RGD肽與整合素的相互作用

整合素家族是具有一定結(jié)構(gòu)特征的膜受體家族，為跨膜異二聚體糖蛋白，都是由α、β亞基以非共價(jià)鍵連接而成，有黏附和信號(hào)傳導(dǎo)功能。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)α亞基有18種，β亞基有8種[2]，組成24種整合素。在細(xì)胞的分化、粘附、增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移等過程中，整合素有著重要的調(diào)控作用。基于RGD三肽序列能與整合素αvβ3特異結(jié)合，人們合成了很多線形和環(huán)形的含RGD多肽作為整合素αvβ3的拮抗劑。大多數(shù)線性RGD肽在體內(nèi)半衰期短，對(duì)αvβ3受體親和力低，容易被蛋白酶降解。環(huán)形RGD多肽含有2個(gè)二硫鍵時(shí)，抑制內(nèi)皮細(xì)胞的效力最強(qiáng)，高于單一二硫鍵環(huán)形RGD肽20倍，為線形RGD肽100倍。環(huán)形RGD多肽具有更高的受體結(jié)合特異性是由于其同時(shí)可和幾個(gè)αvβ3結(jié)合[3]。

3.RGD肽抗腫瘤機(jī)制及在腫瘤治療中的應(yīng)用

1997年Urtreger等在Pharmacol上發(fā)表的研究結(jié)果指出RGD具有抗癌作用。而要使RGD肽類藥物在腫瘤治療中得到廣泛臨床應(yīng)用，需要考慮分子專一性。如果沒有選擇性，用RGD類藥物治療疾病可能對(duì)身體其他系統(tǒng)產(chǎn)生影響，所以篩選高親和力的整合素配體是關(guān)鍵性的問題。

3.1 RGD肽對(duì)腫瘤細(xì)胞粘附及遷移的抑制作用

Mitjans等[100]研究表明環(huán)化的RGD肽可以抑制腫瘤細(xì)胞的粘附作用，并且能夠使已粘附的腫瘤細(xì)胞脫粘附。Ritchie等[4]研究表明RGD肽能夠顯著阻止腫瘤細(xì)胞對(duì)玻璃粘連蛋白和纖粘蛋白的粘附。Kitayama等[5]發(fā)現(xiàn)RGD肽可以抑制多形核細(xì)胞在培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞表面轉(zhuǎn)移。腫瘤細(xì)胞的粘附作用在惡性瘤細(xì)胞局部侵襲中起重要作用。

3.2 RGD肽對(duì)腫瘤細(xì)胞凋亡的影響

Anuradha等[6]研究顯示在濃度1 mmol/L時(shí)RGD肽啟動(dòng)細(xì)胞凋亡。細(xì)胞經(jīng)RGD肽處理顯示核小體間DNA有斷裂，caspase-3被活化，而caspase-3在RGD肽誘導(dǎo)細(xì)胞調(diào)亡的過程中起到關(guān)鍵作用。RGD肽促進(jìn)細(xì)胞凋亡作用是通過酪氨酸激酶而非促分裂原活化蛋白激酶來調(diào)節(jié)，MAP和酪氨酸激酶是RGD-整合素信號(hào)途徑中的重要介質(zhì)。孫錄等[7]研究表明含RGD肽能抑制BGC823細(xì)胞的生長增殖，并呈濃度依賴性，其含RGD誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡可能通過線粒體途徑引發(fā)。在介導(dǎo)細(xì)胞凋亡中，RGD具有高度保守的特性。

3.3 RGD-腺病毒載體

將治療基因運(yùn)送到瘤細(xì)胞是腫瘤基因治療首要問題，所以建立靶向性導(dǎo)入系統(tǒng)成為腫瘤基因治療研究熱點(diǎn)。使腺病毒外殼蛋白重組RGD肽，可以提高腺病毒對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向性，其感染效率是野生型100倍以上。Wesseling JG等[8]用RGD-腺病毒載體轉(zhuǎn)染胰腺癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化效率顯著提高。因此，RGD-腺病毒載體為癌癥基因治療提供了很好的工具。

3.4 RGD肽介導(dǎo)的藥物治療

αvβ3是一個(gè)理想的腫瘤治療靶點(diǎn)，整合素αvβ3的配體RGD肽可攜帶效應(yīng)分子與αvβ3特異地結(jié)合，發(fā)揮抑制腫瘤生長和血管新生作用。所以利用RGD肽將細(xì)胞毒藥物靶向至腫瘤部位，將是非常有應(yīng)用前景的靶向治療技術(shù)。在乳腺腫瘤模型中，研究紫杉醇(PTX)與RGD肽偶聯(lián)的紫杉醇藥物(3H-RGD2-PTX)的體內(nèi)代謝和生物分布等過程中發(fā)現(xiàn)，3H-RGD2-PTX比紫杉醇在腫瘤部位滯留時(shí)間更長，攝取量更多，治療效果更好。RGD肽靶向的紫杉醇能對(duì)腫瘤部位的內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行選擇性地殺傷，抑瘤效果更好。有研究結(jié)果表明，RGDm修飾的隱形脂質(zhì)體可作為藥物的靶向載體，將腫瘤治療藥物有效地靶向到腫瘤部位。

4.RGD肽應(yīng)用前景展望

RGD肽作為整合素和其配體相互作用的識(shí)別位點(diǎn)，其在腫瘤治療方面有著很好的應(yīng)用前景。RGD肽能夠直接誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡，通過對(duì)其人工改造可以減少不良反應(yīng)，有利于發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)；利用RGD肽與整合素αvβ3的特異結(jié)合，可以將治療效應(yīng)分子靶向性地導(dǎo)入腫瘤部位，有效地減少了腫瘤治療中對(duì)正常組織細(xì)胞的損害；隨著噬菌體庫技術(shù)的不斷成熟以及新的篩選技術(shù)，相信含RGD肽是一類很有前景的腫瘤治療藥物，其在腫瘤診斷和治療方面的應(yīng)用也會(huì)更加深入。