RGD肽的研究進展及其在抗腫瘤治療中的應用

李鄭武，梁秋波，張雪亭，呂中華，劉恒，袁淑杰*

（哈藥集團技術(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。自Pierschbacher等[1]于1984年首次報道纖維蛋白原中所含的RGD序列為細胞識別位點以來，RGD肽及其衍生物就成為眾多學者關注與研究的熱點。本文就RGD肽的結(jié)構(gòu)特點，與整合素的特異性結(jié)合以及在抗腫瘤上的應用進行綜述。

1.RGD肽的機構(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用。因此，增加肽類化合物穩(wěn)定性、提高肽的生物活性，是對RGD肽進行改造的目標。人們通過合成不同的含有RGD的多肽進行了研究，現(xiàn)按其結(jié)構(gòu)特點分述如下：

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)它們具有抑制細胞粘附和抑制腫瘤細胞的肺轉(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和其對應的正常肽有相似生物學作用，能抑制鼠黑色素瘤細胞的粘連。

1.3 RGD序列環(huán)肽：環(huán)肽抑制瘤細胞與纖維連接蛋白粘附的作用比線狀肽強10倍，不同環(huán)肽的活性順序為cGRGDSPA>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亞基以非共價鍵連接而成，有黏附和信號傳導功能。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?；赗GD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個二硫鍵時，抑制內(nèi)皮細胞的效力最強，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可和幾個αvβ3結(jié)合[3]。

3.RGD肽抗腫瘤機制及在腫瘤治療中的應用

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鍵性的問題。

3.1 RGD肽對腫瘤細胞粘附及遷移的抑制作用

Mitjans等[100]研究表明環(huán)化的RGD肽可以抑制腫瘤細胞的粘附作用，并且能夠使已粘附的腫瘤細胞脫粘附。Ritchie等[4]研究表明RGD肽能夠顯著阻止腫瘤細胞對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胞在培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞表面轉(zhuǎn)移。腫瘤細胞的粘附作用在惡性瘤細胞局部侵襲中起重要作用。

3.2 RGD肽對腫瘤細胞凋亡的影響

Anuradha等[6]研究顯示在濃度1 mmol/L時RGD肽啟動細胞凋亡。細胞經(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肽誘導細胞調(diào)亡的過程中起到關鍵作用。RGD肽促進細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細胞的生長增殖，并呈濃度依賴性，其含RGD誘導細胞凋亡可能通過線粒體途徑引發(fā)。在介導細胞凋亡中，RGD具有高度保守的特性。

3.3 RGD-腺病毒載體

將治療基因運送到瘤細胞是腫瘤基因治療首要問題，所以建立靶向性導入系統(tǒng)成為腫瘤基因治療研究熱點。使腺病毒外殼蛋白重組RGD肽，可以提高腺病毒對腫瘤細胞的靶向性，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肽介導的藥物治療

αvβ3是一個理想的腫瘤治療靶點，整合素αvβ3的配體RGD肽可攜帶效應分子與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肽將細胞毒藥物靶向至腫瘤部位，將是非常有應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間更長，攝取量更多，治療效果更好。RGD肽靶向的紫杉醇能對腫瘤部位的內(nèi)皮細胞進行選擇性地殺傷，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肽應用前景展望

RGD肽作為整合素和其配體相互作用的識別位點，其在腫瘤治療方面有著很好的應用前景。RGD肽能夠直接誘導腫瘤細胞的凋亡，通過對其人工改造可以減少不良反應，有利于發(fā)揮抗腫瘤效應；利用RGD肽與整合素αvβ3的特異結(jié)合，可以將治療效應分子靶向性地導入腫瘤部位，有效地減少了腫瘤治療中對正常組織細胞的損害；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用也會更加深入。