鞘糖脂Gb3(Globotriaosylceramide)是一种肿瘤相关糖类抗原,其在结直肠癌等多种肿瘤中异常表达,是一个潜在的肿瘤精准治疗靶点。然而,目前尚未见针对Gb3靶点的有效肿瘤治疗策略。志贺毒素B亚基(Shiga toxin B subunit,StxB)是一种天然的Gb3结合蛋白,其Alisertib溶解度作为靶向配体已被广泛应用于以Gb3为靶点的肿瘤细胞成像和药物靶向递送等研究。抗体募集分子是一种双功能嵌合分子,其由特异性结合内源性抗体的招募配体和识别靶标分子的靶向配体组成,通过募集内源性抗体杀伤靶标细胞来实现对肿瘤的免疫治疗。本研究借鉴传统抗体募集分子作用机制,设计并合成了一系列以StxB为靶向配体、以鼠李糖(Rhamnose)为招募配体的新型多价抗体募集分子。通过亲和力、特异性、抗体招募能力等实验探究了偶联物设计的构效关系,最后通过细胞模型和动物模型实验初步评估了其以Gb3为靶点的抗肿瘤活性。主要结论如下:(selleck MLN49241)原核表达制备了C末端含有Myc检测标签、Sortase A偶联标签和His纯化标签的Stx1B和Stx2B重组蛋白,表达量分别为20 mg·L~(-1)和18 mg·L~(-1);化学合成制备了含有三甘氨酸及不同长度聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)连接臂的鼠李糖衍生物Rhamnose-(PEG)n-GGG(n=1、3和6);通过Srt A酶介导的定点偶联反应,制备获得6个Rhamnose衍生物和Stx1B及Stx2B的偶联产物,依次命名为1B-n R(n=1、3和6)和2B-n R(n=1、3和6)。(2)粒径分析和Gb3亲和力分析表明,StxB-Rhamnose偶联物均保持了StxB的五聚体结构及对Gb3高亲和力。细胞水平Gb3结合实验和Rhamnose抗体招募实验证明,StxB-Rhamnose偶联物均可以选择性地识别Gb3高表达肿瘤细胞模型并有效募集抗Rhamnose抗体。其中靶向能力最强的偶联物分别是1B-3R和2B-1R,抗体募集能力最强的分别是1BAnti-inflammatory medicines-6R和2B-6R。(3)体外肿瘤细胞模型免疫杀伤实验结果表明,所有偶联物均能介导不同程度的抗体依赖的细胞毒性(Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)及补体依赖的细胞毒性(Complement-dependent cytotoxicity,CDC)效应。其中1B-3R和2B-3R的ADCC活性最高,细胞杀伤率分别为40.9%和46%;1B-3R和2B-3R的CDC活性最高,细胞杀伤率分别为67.1%和77.6%。(4)HT29细胞结直肠癌小鼠异种移植模型实验结果表明,1B-3R具有显著的肿瘤抑制作用,其抑制率达到了49.1%;组织化学染色分析表明,1B-3R对小鼠主要脏器均无显著的毒副作用,具备一定的体内安全性。