无论是外部环境因素还是自发的细胞内过程，我们细胞中的DNA都受到DNA损伤的持续轰击。由于未修复的DNA损伤会导致细胞死亡，我们的细胞已经进化出修复DNA的重要机制，以帮助保持基因组的完整性和细胞的存活。

化疗是一种成功的癌症治疗方法，因为它可以用DNA损伤淹没细胞，这种损伤对肿瘤细胞尤其致命。不幸的是，癌细胞可以通过DNA修复机制来抵抗化疗。为了在抗癌工具带中引入一种潜在的新工具，我们创造了一种可以破坏中心DNA修复蛋白Rad51的抗体。

图1所示。iPTD分子通行证使Fab-F2抗体片段能够在活细胞内移动，结合Rad51靶标，降低细胞修复化学DNA损伤的能力。

抗体是由免疫系统自然产生的，目的是专门识别和中和外来入侵者，如病毒和细菌。在制药领域，治疗性抗体通常用于特异性结合和关闭(即抑制)细胞表面的某些靶标。利用抗体来关闭目标内部我们的细胞，比如Rad51，大部分都是禁区，因为抗体和抗体片段的大尺寸阻止了它们的进入。我们假设我们可以通过将抗体与一种新的细胞输入标签融合来克服这个问题，这种标签被称为iPTD，它将作为分子通行证，使我们能够进入活细胞。

在我们研究的第一部分，我们创造了一个新的rad51特异性抗体片段。我们没有使用动物，而是使用试管方法，在这种方法中，一种合成抗体“免疫系统”被包含在感染细菌的病毒(称为噬菌体)中。利用噬菌体展示技术(该技术在2018年获得了诺贝尔化学奖)，我们能够从100多亿个噬菌体克隆中提取出一个携带rad51结合抗体片段遗传信息的噬菌体克隆。然后利用这些信息生产和纯化抗体蛋白，我们将其命名为Fab-F2，并确定Fab-F2与Rad51靶点具有良好的结合特性。此外，我们发现Fab-F2抑制了Rad51的一个重要酶活性，单链DNA结合。这是很重要的，因为它表明Fab-F2可能会关闭细胞内的Rad51 DNA修复功能，如果它能到达那里的话。

由于我们使用试管方法创建Fab-F2，因此我们能够轻松地重新设计抗体片段，以包含与新型iPTD细胞导入标签的永久融合。然后，我们证实了Fab-F2-iPTD与Rad51保持了显著的结合。接下来，我们用荧光标记抗体，并通过显微镜和荧光测量观察到Fab-F2- iptd，而不是Fab-F2，能够有效地进入活细胞。在最后一个也是最令人兴奋的实验中，我们在组织培养皿中培养人类细胞，并用一种已知会导致DNA损伤的化学物质处理它们。令我们高兴的是，我们发现Fab-F2- iptd抗体片段，而不是Fab-F2，显著增强了DNA损伤处理的细胞杀伤能力。

综上所述，我们创造了一种新的rad51抑制抗体片段，称为Fab-F2。当与细胞输入标签iPTD融合时，Fab-F2-iPTD进入活细胞，并通过类似于用于治疗癌症的DNA损伤剂增强细胞杀伤。在这项研究之外，iPTD细胞导入标签可能会为其他抗体片段和蛋白质打开一个以前无法获得的细胞内靶标的世界，这些抗体片段和蛋白质不能自己进入活细胞。

Landon Pastushok, C. Ronald Geyer
加拿大萨斯喀彻温大学病理与检验医学系

出版

一种新的细胞穿透抗体片段抑制DNA修复蛋白RAD51
Landon Pastushok，傅永鹏，Leo Lin, Yu Luo, John F DeCoteau, Ken Lee, C Ronald Geyer
2019年8月2日

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