SPR平台应用案例分析——“FAP”

新闻详情

News Detail

SPR平台应用案例分析——“FAP”

来源：本站浏览量：17526

一、SPR平台简介

表面等离子共振（SPR）是一种基于光学、非标记的高度灵敏的技术，能准确分析两种生物分子在结合动力学和亲和力以及结合特异性方面的相互作用，可广泛适用于不同分子，如离子、分子片段、小分子、蛋白质、病毒等。

（A）在一定角度θ下，能量从光传递到表面等离子体中，并发生表面等离子体共振。（B）当分子结合时，靠近表面的折射率会发生变化，从而引起角度的偏移（1 → 2）。角度的变化与束缚材料的质量成正比。

二、 FAP 靶点简介

成纤维细胞活化蛋白（fibroblast activation protein，FAP）是Ⅱ型跨膜丝氨酸蛋白酶家族成员之一，最初在单克隆抗体F19 培养的成纤维细胞中被发现[1]。FAP由760个氨基酸组成，胞内域含4个氨基酸，跨膜结构域含21个氨基酸，其余735个氨基酸组成胞外结构域（如图1）。FAP具有二肽基肽酶和肽链内切酶活性，FAP以同型二聚体的形式存在，可参与多种细胞过程，包括组织重塑、纤维化和肿瘤生长等。此外，可溶性的FAP可增强凝血作用[2]。研究表明，FAP 在乳腺癌、胰腺癌、肺癌、胃癌和卵巢癌等多种癌症及关节炎症中具有差异性高表达，而在正常组织中很少表达，FAP还可通过降解细胞外基质(extracellular matrix，ECM)中的二肽和热变性I型胶原，促进肿瘤细胞的转移。所以FAP是判断肿瘤的一个重要标志物，在肿瘤的临床诊断与治疗方面具有重要的研究价值[3]。

图1. FAP结构示意图和二聚体模型[2]

目前已有一系列靶向FAP的抗体、多肽、小分子化合物被开发、优化，并成功进入临床研究。PT-100（Talabostat）属于第一代靶向FAP的抑制剂，为硼酸吡咯类，主要用于抑制FAP的二肽基肽酶活性。PT-100已证明可通过高亲和力相互作用上调造血组织中与FAP有关的细胞因子的基因表达。通过在小鼠体内研究PT-100对肿瘤生长的影响，给小鼠口服PT-100可减缓源自纤维肉瘤、淋巴瘤、黑色素瘤和肥大细胞瘤细胞系的同源肿瘤的生长。在WEHI 164纤维肉瘤和 EL4 和 A20/2J 淋巴瘤模型中，PT-100 导致肿瘤消退[4]。FAPI-46是一种基于喹啉的靶向FAP的放射性示踪剂，可进一步增强肿瘤吸收率和延长其在肿瘤中的滞留时间[5]。

三、生化的测试

爱思益普现已开发出了针对丝氨酸蛋白酶性质的生化方法，利用FI方法检测不同浓度的抑制剂对酶活的影响，帮助筛选小分子抑制剂。

图2.rhFAP抑制剂IC50结果展示

四、SPR的结果和优势

通过SPR技术，使用Biacore 8K仪器测试PT-100和FAPI-46不同浓度下与FAP的亲和力。使用Biacore 8K的分析软件，采用1:1 binding的分析模式对其结合和解离进行分析。

基于生化平台受到实验反应条件，蛋白质量等多方面的影响，很难检测到pM级别的化合物；而细胞实验涉及到的细胞内复杂的环境，对于早期化合物的筛选尤其是对于药物在不同靶点上的选择性测试相对复杂；而生物物理平台SPR可以检测到pM级别化合物和靶点蛋白的亲和力，对于具有选择性的高亲和力的化合物筛选来说，是更为准确且快速的筛选途径。SPR检测一直以来都是评估化合物与靶标的亲和力也是行业内的“金标准”。

图3. PT-100和FAPI-46对FAP的亲和力结果展示爱思益普配备了最先进的Biacore 8K仪器，具有高通量化合物筛选、动力学和亲和力测试、结合特异性分析和抗体表征等能力。

我们可以提供：

SPR亲和力结合测定（适用于任何分析物(小分子、抗体、肽、核酸)和任何靶标（蛋白、酶））

交付结果：完整的实验操作流程、结合速率常数 kon、解离速率常数 koff、结合亲和力 KD

参考文献

[1] Rettig W J, Chesa P G, Beresford H R, et al. Differential expression of cell surface antigens and glial fibrillary acidic protein in human astrocytoma subsets. Cancer Res, 1986, 46(12): 6406-6412

[2] Fitzgerald AA, Weiner LM. The role of fibroblast activation protein in health and malignancy. Cancer Metastasis Rev. 2020 Sep;39(3):783-803

[3] Liu R, Li H, Liu L, et al. Fibroblast activation protein A potential therapeutic target in cancer. Cancer Biol Ther, 2012, 13(3):123-129

[4] Adams S, Miller GT, Jesson MI, Watanabe T, Jones B, Wallner BP. PT-100, a small molecule dipeptidyl peptidase inhibitor, has potent antitumor effects and augments antibody-mediated cytotoxicity via a novel immune mechanism. Cancer Res. 2004 Aug 1;64(15):5471-80

[5] Loktev A, Lindner T, Burger EM, Altmann A, Giesel F, Kratochwil C, Debus J, Marmé F, Jäger D, Mier W, Haberkorn U. Development of Fibroblast Activation Protein-Targeted Radiotracers with Improved Tumor Retention. J Nucl Med. 2019 Oct;60(10):1421-1429