靶向治療的“多面手”：絲氨酸蛋白酶抑制劑Serpins

靶向治療的“多面手”：絲氨酸蛋白酶抑制劑SerpinsSerpins超家族概述絲氨酸蛋白酶抑制劑（Serpins,serineproteaseinhibitors）通過(guò)抑制絲氨酸蛋白酶，調(diào)節(jié)各種生理過(guò)程，包括凝血、炎癥、免疫反應(yīng)和細(xì)胞遷移。迄今為止，在人體中已鑒定出37種Serpins，常見(jiàn)的有抗凝血酶（AT，SerpinC1）、α1-抗胰蛋白酶（A1AT，SerpinA1）、纖溶酶原激活物抑制劑-1（PAI-1，SerpinE1）、補(bǔ)體C1酯酶抑制劑（C1INH，SERPING1）等。Serpins的調(diào)節(jié)功能（源自參考文獻(xiàn)：doi:10.3389/fmed.2019.00025）Serpins具有高效廣泛的功能，參與調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)許多重要的生命過(guò)程，如止血、肺纖維化、神經(jīng)元信號(hào)傳導(dǎo)、炎癥等。Serpins在各種生理和進(jìn)化環(huán)境中普遍存在4個(gè)核心特征：1）作為抑制劑，作用于靶蛋白酶活性增強(qiáng)部位；2）獨(dú)特的“自殺式”抑制作用機(jī)制；3）能夠靶向一系列不同的蛋白酶靶點(diǎn)；4）絲蛋白結(jié)構(gòu)易于對(duì)抑制活性進(jìn)行異構(gòu)微調(diào)。Serpins的抑制機(jī)制Serpins的作用機(jī)制涉及劇烈的構(gòu)象變化。Serpins具有天然的易變性。它們的功能像分子“捕鼠器”，反應(yīng)中心環(huán)（RCL）是目標(biāo)蛋白酶的誘餌。當(dāng)?shù)鞍酌概cRCL結(jié)合時(shí)，會(huì)形成可逆的Docking（Michaelis）復(fù)合物。在特定位點(diǎn)（P1-P1'）發(fā)生裂解時(shí)，Serpin會(huì)發(fā)生構(gòu)象變化而變得穩(wěn)定，并以非活性形式困住蛋白酶。這種復(fù)合物會(huì)造成Serpin和蛋白酶雙雙失活，即所謂的“自殺性抑制”，通過(guò)血液循環(huán)排出。在某些情況下，Serpins可作為底物，不以共價(jià)連接蛋白酶，導(dǎo)致活性蛋白酶與其解離，使Serpins以裂解形式存在。Serpins作用機(jī)制（源自參考文獻(xiàn)：doi:10.1186/gb-2006-7-5-216）Serpins從科研到臨床Serpins在多種疾病的發(fā)生發(fā)展中起著關(guān)鍵作用，具有巨大的治療潛力。如SerpinA1（α1-抗胰蛋白酶）是一種急性時(shí)相炎癥反應(yīng)蛋白，是機(jī)體中最重要的絲氨酸蛋白酶抑制劑，約占絲氨酸蛋白酶抑制活力的90%。營(yíng)養(yǎng)不良、嚴(yán)重肝病及腎病綜合征等可致SerpinA1合成減少或大量丟失。以Serpins為靶點(diǎn)的藥物開(kāi)發(fā)靶點(diǎn)適應(yīng)癥SerpinA1α-1抗胰蛋白酶缺乏癥、肺氣腫、皮炎等SerpinB1呼吸系統(tǒng)疾病、肺部疾病、囊性纖維化、自身炎癥性疾病等SerpinB13Ⅰ型糖尿病SerpinC1血栓形成、抗凝血酶缺乏癥等SerpinF1糖尿病黃斑水腫、視網(wǎng)膜色素變性、青光眼等SerpinF2心血管疾病、視網(wǎng)膜病變、中風(fēng)、肺栓塞等SerpinG1遺傳性血管性水腫、移植排斥反應(yīng)等SerpinH1特發(fā)性肺纖維化、肝纖維化、肝硬化、非酒精性脂肪性肝炎等義翹神州Serpins助力科研義翹神州的產(chǎn)品支持Serpins相關(guān)研究，并助力多篇文章發(fā)表在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊：案例1：來(lái)自多倫多大學(xué)的Eleftherios團(tuán)隊(duì)研究生物體中KLK6與α1-抗胰蛋白酶（A1AT，SerpinA1）之間的關(guān)系。KLK6是絲氨酸蛋白酶家族一員，主要在CNS中合成。血清KLK6是卵巢癌不良預(yù)后的生物標(biāo)志物。研究結(jié)果證實(shí)SerpinA1是KLK6的主要抑制劑。WB驗(yàn)證制備的單抗與人A1AT重組蛋白（貨號(hào)：10306-H08H，購(gòu)自義翹神州）的反應(yīng)性。泳道1：人A1AT重組蛋白（500ng/孔），泳道2：人A1AT重組蛋白（250ng/孔）。（源自參考文獻(xiàn)：DOI:10.1515/cclm-2017-0017）案例2：俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)XiaoruiShi團(tuán)隊(duì)為了研究組織血管周圍巨噬細(xì)胞（PVM/Ms）異常與小鼠內(nèi)皮屏障破壞之間的關(guān)系，將PEDF（SerpinF1）重組蛋白注射至小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)其能夠改善耳蝸內(nèi)點(diǎn)位和聽(tīng)力，上調(diào)內(nèi)皮屏障中緊密連接蛋白和粘附連接蛋白的表達(dá)。PEDF可恢復(fù)耳蝸內(nèi)電位（EP）和聽(tīng)力功能。（A）對(duì)照組；（B）暴露于噪聲的動(dòng)物和（C）經(jīng)PEDF處理（貨號(hào)：50235-M08H，購(gòu)自義翹神州）暴露于噪聲的動(dòng)物。（D）3組EP的平均值。（源自參考文獻(xiàn)：Doi:10.1096/fj.13-232892）案例3：纖溶酶原激活物抑制物-1（PAI-1,SerpinE1）在食管鱗狀細(xì)胞癌ESCC中高表達(dá)，對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移具有重要作用。目前靶向PAI-1的抗體和抑制劑在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中尚未表現(xiàn)出良好的治療效果。北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院壽成超團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種抗體藥物，發(fā)現(xiàn)對(duì)PAI-1親和力最高的mAb-1E2和mAb-2E3對(duì)ESCC的遷移和侵襲具有較強(qiáng)抑制作用。用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）測(cè)定抗PAI-1單抗與PAI-1重組蛋白（貨號(hào)：10296-H08H，購(gòu)自義翹神州）的結(jié)合親和力。（源自參考文獻(xiàn)：Doi:10.7150/jca.77888）免責(zé)聲明：義翹神州內(nèi)容團(tuán)隊(duì)僅是分享和解讀公開(kāi)的研究論文及其發(fā)現(xiàn)，專注于介紹全球生物醫(yī)藥研究新進(jìn)展。本文僅作信息交流用，文中觀點(diǎn)不代表義翹神州立場(chǎng)。隨著對(duì)疾病機(jī)制研究的深入，新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論可能會(huì)修改或推翻文中的描述，還請(qǐng)大家理解。本文不屬于治療方案推薦，如需獲得治療方案指導(dǎo)，請(qǐng)前往正規(guī)醫(yī)院就診?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1.SanrattanaW,MaasCanddeMaatS.SERPINs-FromTraptoTreatment.Front.Med.2019.doi:10.3389/fmed.2019.000252.Ruby,etal.Anoverviewoftheserpinsuperfamily.GenomeBiology.2006.doi:10.1186/gb-2006-7-5-216K3.orbakis,etal.Studyofkallikrein-relatedpeptidase6(KLK6)anditscomplexwithα1-antitrypsininbiologicalfluids.ClinicalChemistryandLaboratoryMedicine(CCLM),2017.DOI:10.1515/cclm-2017-00174.Zhang,F.etal.Perivascularmacrophage-likemelanocyteresponsivenesstoacoustictrauma—asalientfeatureofstrialbarrierassociatedhearingloss.TheFASEBJournal,2013.doi:10.1096/fj.13-232892:10.1096/fj.13-2328925.Zheng,Y.