2022年1月4日,我院普洱茶学教育部重点实验室在《Bioorganic Chemistry》(IF=5.275)(2022, 121, 105585)期刊上在线发表了题为“Discovery of EGFR-Targeted Environment-Sensitive fluorescent probes for cell imaging and efficient tumor detection”的研究论文,该论文构建了一种靶向EGFR的小分子荧光探针,并成功用于表达EGFR细胞的共聚焦成像和荷瘤裸鼠的体内成像,此研究成果在EGFR靶蛋白识别、可视化等方面有很好的应用前景。
人表皮生长因子受体(EGFR),是一种具有酪氨酸激酶活性的膜表面受体,与配体结合后激活胞内区的酪氨酸激酶区域,从而启动细胞核内相关基因表达。EGFR过表达会激活下游信号通路,导致细胞过度生长并且具有侵袭性,在乳腺癌、头颈癌、非小细胞肺癌、肾癌、卵巢癌、结肠癌等,EGFR都会过表达,有些表达率甚至高达90%,是目前抗肿瘤药物研发的热门靶点。对EGFR蛋白可视化研究,尤其是荧光可视化研究是一项非常必要和极具挑战性的工作。
该论文设计了两种靶向EGFR小分子荧光分子探针,在第一代激酶抑制剂吉非替尼的基础上,引入了两种环境敏感型的荧光基团DNS和NBS取代吉非替尼的吗啉环片段、改变碳脂肪链连接臂的长度(2C-5C)等合成符合设计目的的化学分子。采用MTT法检测分子对过表达EGFR细胞系A431的抗增殖活性,筛选出了与吉非替尼活性相当的探针分子GN3,并用WB验证了其抑制EGFR磷酸化的能力。同时,对探针GN3与EGFR蛋白进行分子对接模拟,发现GN3能够很好的与EGFR蛋白的ATP结合口袋结合。并用Biacore S200 SPR系统评估了它们的实时相互作用,结果显示GN3与EGFR有显著亲和能力。接下来又进行了探针在细胞和动物活体中的性能测试:发现GN3是一种具有明显切换机制的荧光配体,可以特异性地对EGFR高表达水平的细胞做出荧光响应;在动物体内对wt-Ba/f3肿瘤能有效识别,具有很好的体内肿瘤靶向成像能力。
该论文以我院普洱茶学教育部重点实验室在读博士王丽霞为第一作者,在读博士孙秀丽和已毕业硕士王泽昊参与研究工作。我院盛军教授、王宣军教授、字成庭教授为共同通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金(21602196和31960075)、云南省科技厅基金(2017ZF003)、云南省绿色食品国际合作研究中心重点项目—云茶精深加工产品创新研究(2019ZG00904)和云南省绿色食品国际合作研究中心重点项目—生物制造关键技术创新和应用研究(2019ZG00909)的资助。