新型融合蛋白PK5-RL-Gal-3C通过抗血管生成和细胞毒性抑制肝细胞癌

背景：半乳糖凝集素-3（Gal-3）是唯一的嵌合型β-半乳糖苷结合凝集素，由Gal-3N（N端调节肽）和Gal-3C（C端碳水化合物识别域）组成。有趣的是，Gal-3C能特异性抑制内源性全长Gal-3，表现出抗肿瘤活性。在此，我们旨在通过开发新型融合蛋白进一步提高Gal-3C的抗肿瘤活性。方法：通过刚性连接子（RL）将PK5（纤溶酶原第五kringle结构域）引入Gal-3C的N端，生成新型融合蛋白PK5-RL-Gal-3C。然后，我们通过多项实验在体内和体外研究了PK5-RL-Gal-3C的抗肿瘤活性，并阐明了其在抗血管生成和对肝细胞癌（HCC）的细胞毒性方面的分子机制。结果：我们的结果表明，PK5-RL-Gal-3C在体内和体外均能抑制HCC，且无明显毒性，并能显著延长荷瘤小鼠的生存时间。机制上，我们发现PK5-RL-Gal-3C抑制血管生成并对HCC表现出细胞毒性。具体而言，HUVEC相关和matrigel plug实验表明，PK5-RL-Gal-3C通过在体内和体外调节HIF1α/VEGF和Ang-2在抑制血管生成中发挥重要作用。此外，PK5-RL-Gal-3C诱导细胞周期阻滞于G1期和细胞凋亡，抑制Cyclin D1、Cyclin D3、CDK4和Bcl-2，但激活p27、p21、caspase-3、-8和-9。结论：新型融合蛋白PK5-RL-Gal-3C通过抑制肿瘤血管生成是HCC的有效治疗剂，并且是Gal-3的潜在拮抗剂，为探索新型Gal-3拮抗剂提供了新策略，并促进了其在临床治疗中的应用。