A Recombinant Human RNASET2 Glycoprotein With Antitumorigenic and Antiangiogenic Characteristics
- 作者
- Patricia Smirnoff, Levava Roiz, Boaz Angelkovitch, Betty Schwartz, Oded Shoseyov
- 单位
- Institute of Biochemistry, Food Science, and Nutrition, Faculty of Agricultural, Food, and Environmental Quality Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Rehovot, Israel; The Robert H. Smith Institute of Plant Science and Genetics in Agriculture, Faculty of Agricultural, Food, and Environmental Quality Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem, Rehovot, Israel
- 杂志
- Cancer（2006）
- DOI
- 10.1002/cncr.22327
- 所属领域
- 合成生物学
- 关键词
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解决的核心问题
在毕赤酵母中表达并纯化具有抗肿瘤和抗血管生成活性的人RNASET2糖蛋白，并验证其功能及与紫杉醇的协同作用
研究策略
根据人RNASET2 cDNA设计毕赤酵母密码子优化的合成基因，克隆至pPIC9K载体，在甲醇诱导型启动子控制下分泌表达；通过伴刀豆球蛋白A亲和层析纯化重组蛋白；利用体外细胞实验和裸鼠移植瘤模型评估其抗肿瘤和抗血管生成活性
核心内容
本研究通过毕赤酵母表达系统实现了人RNASET2糖蛋白的重组生产。研究者根据人RNASET2 cDNA设计密码子优化的合成基因，克隆至pPIC9K载体并在甲醇诱导型启动子控制下分泌表达，经伴刀豆球蛋白A亲和层析获得纯化的27 kDa糖蛋白。体外实验显示，该重组蛋白具有RNase活性和耐热性；1 μM的RNASET2及其酶灭活突变体EI-RNASET2分别将HT29细胞克隆形成率降至59%和56%，表明抗肿瘤活性不依赖RNase酶活性。在HUVEC管形成实验中，RNASET2以剂量依赖方式抑制angiogenin和VEGF诱导的管形成，5 μM时完全抑制。裸鼠LS174T移植瘤模型中，RNASET2单药治疗使肿瘤生长抑制约40%，与紫杉醇联用抑制率提升至约80%，并显著减少肿瘤血管数量，组织学分析显示血管面积减少68%。这些结果揭示RNASET2通过肌动蛋白结合发挥抗肿瘤和抗血管生成作用，与紫杉醇联用具有协同增效潜力，为联合抗癌治疗提供了新的候选药物方向。
创新点
首次在毕赤酵母中实现人RNASET2的重组表达和纯化；证明其抗肿瘤活性不依赖于RNase酶活性而与肌动蛋白结合相关；与紫杉醇联合用药表现出协同抑瘤效果
研究对象（1）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Pichia pastoris GS115 | 甲醇诱导表达系统 | 人工合成的人RNASET2基因（密码子优化） | 人RNASET2糖蛋白（27 kDa） | 催化 | 具有RNase活性，但抗肿瘤活性不依赖RNase酶活性，主要与肌动蛋白结合相关 |
关键发现
- 纯化的重组RNASET2为27 kDa糖蛋白，具有RNase活性和耐热性（煮沸仍保持活性）
- RNASET2和酶灭活EI-RNASET2（1 μM）分别将HT29细胞克隆形成率降至59%和56%（P<0.01）
- 在HUVEC管形成实验中，RNASET2以剂量依赖方式抑制angiogenin和VEGF诱导的管形成，5 μM时完全抑制，对bFGF诱导的管形成在10 μM时完全抑制
- 在裸鼠LS174T移植瘤模型中，RNASET2（1 mg/kg，隔日腹腔注射）单独治疗使肿瘤生长抑制约40%，与紫杉醇联合治疗抑制约80%（P≤0.005），具有协同作用
- 组织学分析显示RNASET2治疗使肿瘤血管数量减少49%（P<0.005），联合治疗减少44%（P<0.01），两者均使血管面积减少68%（P<0.001）
研究结论
人RNASET2是一种具有抗肿瘤和抗血管生成活性的糖蛋白，其作用机制与肌动蛋白结合相关而非RNase活性；与紫杉醇联用具有协同增效作用，提示RNASET2可作为联合抗癌治疗的新型候选药物