01

研究背景

　　急性髓细胞性白血病(AML)是一种恶性程度极高的血液系统恶性肿瘤，恶性细胞高度不成熟，髓系前体细胞克隆性增殖导致正常造血功能受损。AML具有起病急、进展快、复发率高的特点，是各种白血病中最难治的一种。

　　“7+3”疗法(连续输注阿糖胞苷7天，最初3天静脉注射柔红霉素)已被公认为AML的治疗模式。虽然化疗药物有一定的治疗效果，但巨大的副作用和有限的疗效阻碍了它们的临床应用。与化疗药物相比，小分子抑制剂具有高特异性、低脱靶毒性和显著抗癌作用，可更好地治疗AML。例如在临床前实验中，MCL1、FLT3和CDK抑制剂与BCL2抑制剂联用产生协同作用，提高了对细胞系和患者样本的抗白血病活性。然而，抑制剂组合受到其固有的低生物利用度和瞬时靶标调节的困扰。

　　Chao Deng团队开发了poly(ethyleneglycol)-b-poly(
l-boronophenylalanine-co-l-tyrosine)(PEG-b-P(BPA-co-Tyr))多肽纳米载体，以实现BCL2(ABT199)和MCL1(TW37)抑制剂的高效共囊化和响应性释放，从而实现AML的协同和强效治疗(图1)。

图1 poly(ethyleneglycol)-b-poly(l-boronophenylalanine-co-l-tyrosine)(PEG-b-P(BPA-co-Tyr))形成的纳米载体共递送BCL2(ABT199)和MCL1(TW37)抑制剂用于急性髓细胞性白血病(AML)协同治疗的示意图

02

研究结果

2.1 BCL2和MCL1在AML中过度表达，BCL2和MCL1抑制剂的细胞毒性

　　基于癌症基因组图谱(TCGA)和基因型-组织表达(GTEx)数据库的生物信息学分析显示，AML患者(n=132)骨髓中抗凋亡BCL2和MCL1基因的表达水平显著高于正常骨髓(n=70)(图2A，B)，其中AML患者的BCL2表达水平约为健康人的10.7倍。由此可知，BCL2和MCL1与AML的发病和进展密切相关，抑制它们的表达或活性可能是AML治疗的一个独特策略。

图2 从癌症基因组图谱(TCGA)和基因型-组织表达(GTEx)中分别分离出的AML患者(n=132)和健康人(n=70)中A)BCL2和B)MCL1基因的表达

　　通过改变药物重量比可以很容易地控制细胞毒性，所有双药制剂显示出显著的协同细胞毒性，联合指数(CI)低于0.72。同样，ABT199、TW37以及它们的组合在MV-411AML细胞中表现出明显的细胞毒性，并且在重量比(A：T)从1：0.5到1：2范围内的双药具有明显的协同抗肿瘤活性(图S1和表S2,支持信息)，进一步证实了同时抑制BCL2和MCL1可能有利于AML的治疗。

2.2 双重抑制剂负载纳米粒子(NPAT)的构建和表征

　　NP是通过PEG-b-P(BPA-co-Tyr)共聚物的自组装构建的，该共聚物是在PEG-NH2(Mn=5.0kg·mol-1)存在下，通过BPA-NCA和Tyr-NCA单体同时共聚合成的(图2E,表1)。

表1 PEG-b-P(BPA-co-Tyr)共聚物的合成

　　与单药物负载纳米系统(NPA、NPT)相比，随着DLC的升高，NPAT表现出稍微更大的尺寸，平均直径从98nm增加到127nm(表2)。药物和多肽片段之间的相互作用有利于纳米药物的稳定性。硼酸酯键不仅在生理条件下促进药物与纳米载体的强相互作用，还提供酸/H₂O₂触发的响应性。

表2 NPAT的表征

　　在由PEG-PTyr共肽和poly(l-glutamic acid)-graft-PEG/combretastatin A4前药形成的胶束中观察到了类似的酶响应行为，这可能是由于PEG与多肽嵌段连接部分的裂解，从而促进了PEG壳的去除以及纳米颗粒的解离和聚集。

2.3 体内抗肿瘤功效

　　首先在体内MOLM-13-Luc原位荷瘤B-NDG小鼠中检测了NPAT的抗肿瘤活性(图3A)。PBS组小鼠来自MOLM-13-Luc癌细胞的生物发光出现快速增加(图3B)，实验表明纳米药物具有显著的安全性。

图3 NPAT对小鼠原位MOLM-13-Luc AML的体内治疗。

　　用APC-anti-human-CD45抗体标记不同器官提取的白血病细胞,流式细胞仪检测白血病细胞的浸润情况。实验表明NPA、NPT、NPAT对白血病细胞在各脏器的浸润均有明显抑制作用，其中NPAT抑制能力最强，且验证了双药联合的协同效应。(图4)

图4 主要器官中MOLM-13-Luc白血病细胞侵袭分析

　　后肢股骨和胫骨的H&E染色显示，PBS组骨髓腔内分布大量白血病细胞和少量造血细胞，而NPA、NPT和NPAT显著降低MOLM-13-Luc白血病细胞的侵袭力(图5)。

图5 不同治疗组原位MOLM-13-Luc AML荷瘤小鼠股骨和胫骨分析。

　　进一步在原位MV-411荷瘤B-NDG小鼠体内评价NPAT的治疗效果(图6)。NPA、NPT、NPAT对白血病细胞在主要器官的浸润有明显抑制作用，NPAT抑制能力最好，在BM中的白血病侵袭率最低(<2%)，验证了NPAT的协同效应。NPAT治疗的小鼠延长了存活时间，几乎没有体重变化。

图6 NPAT对小鼠原位MV-411AML的体内抗癌作用。分别在第0、3、6和9天向小鼠静脉注射PBS、NPT、NPA或NPAT。

03

总结

　　Chao Deng团队开发的苯硼酸修饰的多肽纳米载体可实现BCL2和MCL1抑制剂的近定量共囊和触发释放，用于AML的协同和强效治疗。利用药物和多肽片段之间形成的动态硼酸酯键、B-N配位和π–π堆积，双抑制剂负载纳米颗粒(NPAT)显示出显著的稳定性、可调节的药物比率、酸/酶/H₂O₂响应性药物释放以及对MOLM-13-Luc和MV-411 AML细胞的显著细胞毒性。此外，在MOLM-13-Luc和MV-411 AML模型中，NPAT证明了对骨髓、肺、肝、脾和外周血中的肿瘤细胞浸润的显著抑制、对肿瘤生长的强效抑制以及小鼠存活率的显著提高。因此，苯硼酸修饰的多肽纳米药物具有结构简单、药物组合可调、安全性高、协同作用和治疗效果强的特点，很容易推广到不同癌症的治疗中。

参考文献

Zhong,Zhiyuan;Deng,Chao,Advanced Science,(2023),10(8),2204866

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