mtc标记促凋亡蛋白smac多肽进行肿瘤显像的基础研究-国基标书.pdf

摘要：肿瘤的发生是细胞增殖与细胞凋亡失衡所致,凋亡抑制蛋白（IAP）是一类内源性

caspases家族抑制因子,其过度表达引起的凋亡不足与肿瘤发生,治疗耐药密切相关。线粒

体促凋亡蛋白Smac可通过其N端的4个氨基酸与多种IAP特异性结合，解除IAP的抑制作

用。因此基于肿瘤高表达IAP,Smac多肽可特异性结合IAP这一特性，借助NHS-MAG3双功

能螯合剂，99mTc标记融合细胞穿透序列的Smac6肽，进行肿瘤显像，量化IAP表达，比

较肿瘤治疗前后肿瘤摄取显像剂的差异，评估肿瘤治疗疗效。该方法的建立，不仅可丰富核

医学肿瘤显像方法，还可将此多肽用治疗性核素如188Re标记，以凋亡抑制蛋白为靶点进行

肿瘤核素内放射治疗，具有极大的研究前景

关键词：凋亡抑制蛋白；促凋亡蛋白Smac；多肽标记；肿瘤核素显像

报告正文

一立项依据与研究内容

㈠立项依据

细胞凋亡是受基因调控的细胞自主死亡的过程，是一系列凋亡相关分子及其正、负调节

分子相互作用的结果，这一过程对消除机体内老化细胞及具有潜在异常生长的细胞,保持机

体处于稳态起着重要的作用。凋亡中,caspases家族即半胱天冬酶家族具有重要地位。

caspases按其在凋亡过程中的功能分为启动酶和效应酶。启动酶包括caspase2,8,9,10；效

应酶包括caspase3,6,7。效应酶通过切断细胞间的信号传递,重组细胞骨架,关闭DNA复制

[1]

和修复,破坏DNA和细胞核结构,诱导凋亡小体形成来执行凋亡功能。

caspases家族以无活性的前体形式存在,该前体需经级联性的蛋白水解作用而被激活。

而凋亡抑制蛋白(inhibitorofapoptosisproteins,IAPs)是caspases家族的内源性抑

制因子，其成员包括XIAP,c-IAP1,c-IAP2,Survivin,Livin,NAIP,Apollen/Bruce,ILP2。该

家族成员均含有1～3个杆状病毒IAP重复序列(baculoviralinhibitorofapoptosis

repeats,BIR)，利用此结构区与caspase3,7,9结合而发挥凋亡抑制作用。比如XIAP含有

3个BIR结构区，其中BIR1,2连接区抑制caspase3,7，BIR3特异性地抑制caspase9。Livin

含有一个BIR区，可特异性抑制caspase9;Survivin也通过其BIR区直接抑制

[2,3]

caspase3,7。

同样，IAPs抗凋亡的能力也受到调节。线粒体促凋亡蛋白Smac(secondmitochondrial

activatorofcaspase)/DIABLO(directIAPbindingproteinwithlowpI)可与多种IAPs

包括XIAP,c-IAP1,c-IAP2,survivin,livin的BIR区特异性结合，解除IAP的抑制作用,

释放活化的caspases。Smac，25kDa大小，前体存在于正常细胞线粒体,在凋亡信号刺激下,

[4]

其N端55个氨基酸被剪切，形成成熟的Smac释放到细胞质而发挥作用。X线晶体衍射成

像显示成熟的Smac通过N端前4个氨基酸：丙氨酸－缬氨酸－脯氨酸－异亮氨酸（AVPI）

[5]

与IAP家族的BIR结构域表面凹槽结合，从而解除对caspase的抑制，发挥促凋亡作用。

（图1：caspases，IAP和Smac相互作用关系示意图，图2：Smac解除IAP抑制caspase

作用示意图）

利用此特性，Arnt等分别将成熟Smac氨基端的4个氨基酸（AVPI）、6个氨基酸

(AVPIAQ)、8个氨基酸(AVPIAQKS)与果蝇触角转录因子穿透序列（RQIKIWFQNRRMKWKK）相连

接，合成可穿透细胞的融合多肽，与一些上皮来源的肿瘤细胞如乳腺癌细胞株MCF-7,T47D

孵育，通过免疫共沉淀的方法证实各种融合多肽的确能穿透细胞膜，与内源性的XIAP,cI