为了提高抗癌疗法的精准度和选择性，人们使用了针对恶性肿瘤相关血管特征分子的亲和配体。纤维连接蛋白额外域B（Fn-EDB）就是这样一个靶点，它是主要细胞外基质蛋白纤维连接蛋白（Fn）的一种癌胚剪接变体，在许多实体瘤中作为血管生成反应的一部分而上调。在本研究中，我们对重组Fn-EDB进行了无细胞生物淘选，以鉴定出一种短肽，命名为PL2（氨基酸序列：TSKQNSR），其能特异性地与Fn-EDB相互作用。值得注意的是，PL2的C端精氨酸使其能够与神经纤毛蛋白-1（NRP-1）相互作用，NRP-1是一种已知能促进细胞和组织渗透的受体。当全身给药时，展示PL2的重组噬菌体和用PL2肽功能化的氧化铁纳米虫（NWs）表现出向胶质母细胞瘤和前列腺肿瘤异种移植瘤的归巢，随后渗出血管并渗透到肿瘤实质中。这项临床前研究证明，PL2功能化的纳米线能够穿透临床卵巢癌的体外组织切片，这突显了其作为肿瘤靶向和组织穿透剂在精准肿瘤学中的概念验证潜力，但还需进一步验证其有效性和安全性。这些发现强调了PL2肽作为抗癌药物递送和分子成像应用的有前景的试剂的潜力。

名称：PL2

单字母 H2N-TSKQNSR-OH

多字母 H2N-Thr-Ser-Lys-Gln-Asn-Ser-Arg-OH

氨基酸个数 7

分子式 C31H57N13O13

平均分子量(MW) 819.86

我们报道了一种名为 PL2 的归巢肽的开发，它靶向肿瘤相关细胞外基质蛋白 Fn-EDB，这是一种在许多实体瘤中稳定且大量表达的抗原。除了与 Fn-EDB 结合外，PL2 还能与细胞和组织穿透受体 NRP-1 结合，使纳米颗粒能够内化到培养细胞中，在体内归巢到实体瘤，并穿透体外临床肿瘤样本。这些发现支持了 PL2 在富集 Fn-EDB 和 NRP-1 的实体瘤中的潜在应用。此外，基于先前关于 Fn-EDB 表达的证据以及使用 PL1 肽和放射性标记的 scFv 探针 [^111In]In-FnBPA5 成功靶向人类子宫内膜异位症病灶的研究，PL2 可能对其他 Fn-EDB 阳性的病理状况（如子宫内膜异位症）具有相关性。然而，需要在子宫内膜异位症模型中进行专门的实验验证。

PL2是一种新型的线性七肽，它在单一未经修饰的序列中独特地结合了靶向纤维连接蛋白-EDB与通过NRP-1介导的组织渗透。与需要蛋白水解激活的iRGD或结合替代细胞外基质成分（TNC-C）的PL3不同，PL1既能与FnEDB结合又能与TNC-C结合。PL2通过最小的CendR基序固有地与这两个靶点结合。这种双重结合能力直接源自噬菌体生物淘选，无需结构优化。与先前报道的肽相比，PL2在多种异种移植模型和离体人体组织中表现出简化的合成过程和强大的肿瘤蓄积能力。PL2与相关肽的比较总结见补充表S2。

细胞外基质（ECM）反应性亲和配体已被用于将抗肿瘤有效载荷（如细胞因子/生长因子、促凋亡肽、细胞可渗透的细胞毒性化合物和成像剂）递送至肿瘤。然而，包括靶向纤连蛋白-EDB（Fn-EDB）在内的细胞外基质靶向化合物依赖于增强的渗透性和滞留（EPR）效应的被动递送，这种效应在肿瘤间和肿瘤内存在显著差异。此外，在肿瘤微环境中，细胞外基质靶向配体通常表现出有限的细胞摄取，因此需要使用可裂解的连接子（例如二硫键或腙）将药物有效载荷释放到细胞外环境中。在本研究中，我们采用无细胞噬菌体生物淘选法来鉴定与Fn-EDB结合的肽。与其他筛选出的肽不同，PL2肽在C端具有精氨酸残基，形成了已知可介导与细胞多效性多配体受体NRP-1结合的最小C端规则（CendR）元件。尽管在无细胞Fn-EDB结合试验中，PL2噬菌体在11种测试噬菌体中排名第五，但在体内淘汰试验中，其表现优于其他所有噬菌体。在体外研究中，PL2肽功能化的银纳米颗粒表现出强烈的NRP-1依赖性细胞结合和内化作用，这与我们之前对PL3肽的研究结果一致。在体内，用PL2肽功能化的纳米颗粒显著增强了其对前列腺癌和胶质母细胞瘤的趋向性，在血管外空间有显著的积聚，并与Fn-EDB和NRP-1免疫反应性共定位。最后，PL2靶向的纳米颗粒有效地与临床手术切除的组织样本结合并穿透，但其转化应用需要通过疗效和安全性研究进一步验证。这一发现并不意外，因为小的归巢肽通常会靶向其靶分子上进化上保守的结合口袋，而91个氨基酸的可选择性剪接EDB结构域在包括小鼠、大鼠、兔子、狗、猴子和人类在内的多种物种中都是保守的。此外，CendR肽在这些物种中，从老鼠到人类，始终与NRP-1的b1结构域结合。这些研究在已知Fn-EDB和NRP-1在多种原发性实体瘤和转移性病变中上调的背景下，突显了基于PL2的纳米颗粒靶向策略在多种实体瘤类型中的应用潜力。尽管我们的研究表明PL2肽似乎是纳米颗粒的有前景的靶向剂，但仍存在改进的空间和扩大应用范围的机会。

许多归巢肽通过与靶分子上功能重要的结合位点结合，从而通过引发构象变化或与天然配体竞争受体结合等方式触发生物反应。例如，LyP-1的抗肿瘤作用、iRGD的肿瘤渗透诱导和免疫调节作用、CAR的伤口愈合促进作用以及PL3对脉络膜新生血管的抑制作用。同样，除了用于亲和力靶向外，PL2肽可能还具有内在的生物活性，通过破坏Fn-EDB与整合素或其他参与恶性或促肿瘤细胞黏附、迁移和存活的基质成分之间的相互作用，从而可能抑制肿瘤生长、转移和血管生成。如果PL2的生物活性得到证实，那么利用上述策略开发的其改进变体以及包含非蛋白氨基酸的抗蛋白水解PL2衍生物将有利于进一步的应用。本研究确立了PL2的靶向和渗透能力，为治疗应用奠定了基础。未来的研究将评估负载有诸如阿霉素/紫杉醇等细胞毒性药物的PL2-NWs对肿瘤生长的抑制作用以及生存获益，这将基于先前有关肽功能化纳米线的研究成果。

总之，我们的研究展示了PL2肽的发展，其在靶向药物递送和分子成像方面具有应用潜力。PL2肽对Fn-EDB和NRP-1的双重靶向为推进靶向癌症疗法提供了有前景的策略。PL2纳米颗粒在肿瘤组织中的应用显示出开发新型癌症治疗方法的希望。还需要进一步的研究来优化该肽，并评估其在靶向实体瘤方面的临床疗效以及安全性。

参考文献：doi.org/10.1038/s41598-025-11299-x