分享一篇发表在Angew上的文章。文章的题目是双特异性DNA-肽探针用于活细胞受体对靶向。文章的作者是来自德国柏林洪堡大学化学系的Oliver Seitz教授。该课题组研究方向包括化学生物学、核酸化学与生物共轭技术等。

DNA能够精确控制功能单元（如配体）的排列和方向。尽管DNA纳米结构在细胞靶向方面已有广泛应用，但现有方法多依赖于大分子量的抗体或核酸适配体，限制了其在肿瘤组织中的渗透效率。此外，现有研究主要集中在同源多价相互作用（即相同配体的多价展示），而对异源多价相互作用（即不同配体的协同展示）的探索较少。

为此，本研究聚焦于开发新一代微型化靶向系统：首先，采用具有高亲和力的肽类配体替代传统的大分子配体，显著降低系统尺寸；其次，利用DNA双链作为分子支架，通过精确调控双特异性肽配体的空间排布，实现对特定细胞类型的选择性靶向。

本研究选择人脐静脉内皮细胞（HUVEC）作为研究模型，该细胞同时表达VEGFR2和αvβ3整合素受体。作者分别采用环肽L和cyclo(-RGDf(N-Me)K-)（简称环肽C）作为配体，通过点击化学共价偶联至DNA双链分子支架。流式细胞术检测结果显示，与单一配体修饰的复合物相比，同时呈现环肽L和C的双配体复合物对HUVEC细胞的染色强度显著增强。值得注意的是，当两种环肽的间隔距离分别为40个核苷酸（LC40）和82个核苷酸（LC82）时，复合物表现出最强的细胞结合能力。浓度梯度实验进一步证实，异价复合物LC40的亲和力显著高于单价复合物。通过siRNA基因敲除实验验证了该靶向作用的特异性。

在另一受体系统中，作者选择表达EGFR/MET的人非小细胞肺癌细胞A549作为研究对象。使用12氨基酸肽GE11和26氨基酸双环肽GE-137作为配体时，发现了独特的距离-亲和力关系：当配体间距为21个核苷酸（OS21，相当于B型DNA双螺旋中约66 Å的距离）时，复合物表现出峰值结合活性；而间距大于或小于该最优距离时，其亲和力水平与单价复合物相当。这一现象揭示了配体空间排布对受体激活的精确调控要求。

特异性实验表明，双特异性探针仅对同时表达两种受体的细胞（如HUVEC）表现出高亲和力，而对单受体或无受体细胞（如HEK293）的识别能力较弱。

后续作者系统评估了DNA-药物偶联物的细胞内递送效率及其靶向特异性。作者选择微管蛋白聚合抑制剂单甲基奥瑞他汀E（MMAE）作为模型药物，通过三步反应构建vcMMAE-LC40复合物。荧光共聚焦显微镜定量分析显示，该复合物在HUVECs中的内化效率达到78.3±5.2 %，显著高于单靶向对照组。细胞毒性实验进一步证实，vcMMAE-LC40对VEGFR2/αvβ3双阳性HUVECs的半抑制浓度（IC50）为12.3±1.5 nM，而对单受体或无受体细胞（HEK293、HCT-116）的IC50值>500 nM。这种>40倍的选择性指数充分证明了双靶向策略的优越性。

总而言之，这篇文章介绍了一种新型的双特异性DNA-肽探针，用于靶向活细胞上的受体对。本研究证实，DNA双链可作为高效平台，通过异源双价展示肽类配体，实现对特定细胞类型的精准靶向。与传统的DNA纳米结构或抗体相比，这种探针具有分子量小、组织渗透性好的优势。此外，每种受体对具有独特的距离-亲和力特征，需通过系统优化配体间距以达到最佳靶向效果。这一技术为癌症治疗和诊断提供了新的工具，未来可通过核酸修饰进一步提高探针的稳定性，推动其在动物模型和临床中的应用。

本文作者：THT

责任编辑：TZS

DOI：10.1002/anie.202514237

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202514237