研究背景前列腺癌是全球男性最常见的恶性肿瘤之一。早期前列腺癌可以通过手术和放疗的方式达到根治的效果,而当患者进展为中晚期前列腺癌时,抗雄治疗是最主要的治疗方式,然后最后几乎所有患者都会转变为去势抵抗性前列腺癌,这是前列腺癌患者死亡的主要原因。化疗药物用于二线治疗,适用于有症状的前列腺癌,但不良反应以及药物抵抗限制了化疗药物在前列腺癌中的使用。因此,如何实现精准高效地清除癌细胞,是抗癌药物开发的关键点。研究目的筛选适合用于抗体偶联药物(antibody-drug conjugate,ADC)的特异性前列腺癌靶点,并通过噬菌体展示技术建立抗体库,构建全人源抗体,制备新型ADC,研究新型ADC在前列腺癌中的体内外生物学功能。研究方法分析膜蛋白数据与普通转录组测序的差异基因,通过普通转录组测序和单细胞转录组测序分析筛选出在前列腺癌中高表达且在正常组织中低表达的膜蛋白,验证靶抗原在前列腺癌的特异性表达,最终筛选出用于制备ADC的靶抗原。收集前列腺癌患者的外周血构建噬菌体单链抗体库,通过细胞富集淘选,筛选出高亲和力的单链抗体,通过真核表达构建全长抗体,将抗体与单甲基奥利他汀E(Monomethyl auristatin E,MMAE)偶联制备ADC。通过细胞毒性检测实验验证ADC对前列腺癌细胞系的生物学活性。通过流式细胞术检测ADC对细胞周期的影响。建立皮下荷瘤模型,通过鼠尾静脉给药,在体内验证ADC对肿瘤的生长抑制并评价药物的安全性。将皮下肿瘤组织进行普通转录组测序,探索联合用药的可能性。结果最终筛选出三个基因在前列腺癌中高表达,selleck BLZ945且在正常组织中低表达,将这三个基因作为候选NSC125066分子量靶抗原,然后通过单细胞转录组分析再次筛选,最终选择FOLH1基因编码的前列腺特异性膜抗原(prostate specific membrane antigen,PSMA)作为ADC的靶点。建立基于前列腺癌患者外周血的噬菌体单链抗体库,该抗体库具有足够的库容,抗体库的插入率、多样性以及展示率均显示抗体库可以进行下一步的富集淘选。通过三轮细胞淘选,获得了足够的阳性克隆,进行测序后构建全长的全人源抗体,通过流式细胞术验证抗体的亲和力和内化活性良好,进而与MMAE偶联制备ADC,命名为15873-MMAE。15873-MMAE可对PSMA表达阳性的细胞系产生杀伤作用,对PSMA表达阴性的细胞系不产生杀伤作用,将PSMA表达阳性的细胞系的PSMA表达敲低后,15873-MMAE的效果减弱。通过流式检测发现1Medical research5873-MMAE呈剂量依赖性诱导细胞周期在G2/M期停滞,可在体内抑制肿瘤生长,并且具有药物安全性。后续的普通转录组测序分析发现给药后的肿瘤组织的有丝分裂损伤通路上调,并且影响肿瘤细胞的代谢方式。结论PSMA可以作为前列腺癌中的ADC开发的理想靶抗原。通过噬菌体展示技术开发的靶向PSMA的15873-MMAE可在体内和体外特异性杀伤PSMA表达阳性的细胞和皮下移植瘤,并且具有安全性。后续的转录组测序验证了15873-MMAE的杀伤机制,并且考虑和代谢通路的抑制剂联用。