陈鹏课题组与合作者发展了脂质体介导的细菌效应蛋白“胞内递送”策略

     效应蛋白（Effector proteins）在病原菌-宿主相互作用中发挥着重要作用。它们通过调控宿主细胞的信号转导，免疫响应等方式，促进细菌的侵染。这些效应蛋白往往都是靶向细胞中特定的信号转导通路，并具有独特的底物识别机制和催化机理。因此，利用细菌效应蛋白调控细胞内异常的信号转导，以实现治疗性应用，具有广阔的前景。然而，目前尚缺乏有效的蛋白质胞内递送策略，限制了这些潜在的应用。近年来，阳离子脂质体介导的蛋白质胞内递送策略，凭借其高效的递送能力，吸引了研究者们的关注。

     细胞内异常激活的MAPK激酶信号通路是导致包括癌症在内的多种疾病产生的重要原因。因此，抑制异常激活的MAPK信号是一种有效的癌症治疗策略，但目前临床使用的针对MAPK通路的小分子抑制剂易产生耐药性。近年来，对MAPK通路的共价抑制策略，尤其是对其终端蛋白ERK进行不可逆阻断，吸引了极大的关注。

     志贺氏杆菌效应蛋白OspF能够特异地靶向宿主MAPK信号通路的终端激酶ERK，并通过一种β-消除的不可逆反应，使ERK蛋白永久失活，从而彻底阻断MAPK信号通路。 受此启发，伟德国际1946官网陈鹏教授与中国科学院化学研究所汪铭研究员合作，借助于高通量脂质体筛选策略，实现了阳离子脂质体介导的OspF胞内递送，对癌细胞MAPK信号通路和肿瘤生长进行了特异抑制，并对巨噬细胞免疫响应进行了特异调控（图1）。相关成果以“Cationic Lipid-based Intracellular Delivery of Bacterial Effectors for Rewiring Malignant Cell Signaling”为题在Angewandte Chemie International Edition杂志上发表。

     作者通过构建阳离子脂质体文库和基于OspF催化机理的高通量筛选平台，成功地获得了能够高效递送OspF的阳离子脂质体（图2）。细胞摄取实验证明OspF能够借助阳离子脂质体而有效地被细胞摄取。

     接下来，作者探究了OspF对癌细胞MAPK信号的调控作用。结果表明，OspF能够在多种癌细胞中有效地抑制ERK的活性，继而阻断MAPK信号。进一步地，在小鼠肿瘤模型上，作者观察到了被阳离子脂质体递送的OspF有效地富集在肿瘤部位，并展现了有效地抑制肿瘤生长的能力（图3）。

    最后，作者尝试利用OspF调控巨噬细胞的免疫响应。结果表明，借助于阳离子脂质体，OspF被成功地递送至巨噬细胞，并通过MAPK信号调控了巨噬细胞炎症因子释放等免疫响应（图4）。

    综上，作者报导了一种阳离子脂质体介导的细菌效应蛋白胞内递送策略，用以调控癌细胞的异常信号转导，进而抑制肿瘤的生长。同样的策略还可以被用于巨噬细胞等难以转染的免疫细胞类型。该工作为深入挖掘细菌天然效应蛋白在疾病治疗等方面的潜力，提供了一种普适性的策略。

    论文的共同第一作者为伟德国际1946官网博士研究生杨绍君和中国科学院化学研究所硕士研究生唐巧；陈鹏教授与汪铭研究员为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金委、科技部、北京分子科学国家研究中心以及北大-清华生命科学联合中心的资助。

    论文链接： https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202009572

    DOI: 10.1002/anie.202009572 and 10.1002/ange.202009572