Screening of specific binding peptide targeting blood vessel of human esophageal cancer in vivo in mice

Background  Cancer of the esophagus and gastroesophageal junction remains a virulent malignancy with poor prognosis. Rapid progresses were made in chemotherapeutic agents and the development of molecular markers allowed better identification of candidates for targeted therapy. This study aimed to identify the candidate peptides used for anti-angiogenic therapy of esophageal cancer by in vivo screening C7C peptide library for peptides binding specifically to blood vessels of human esophageal cancer.

Methods  The phage displayed C7C peptide library was injected intravenously into mice bearing human esophageal tumor xenografts under renal capsule. After 5 rounds of screening, 13 clones were picked up individually and sequenced. During each round of screening, titers of phage recovery were calculated from tumor xenograft and control tissues. Homing of these 9 peptides to tumor vessel was detected by calculating phage titers in the tumor xenograft and control tissues (lung and spleen) after each phage was injected into mice model, and compared with the distribution of phage M13 and VIII-related antigen in tumor xenograft by immunohistochemical staining. Comparisons among groups of data were made using one-way analysis of variance (ANOVA), followed by the Bonferroni multiple comparisons test.

Results  The number of phage recovered from tumor tissue of each round increased gradually in tumor group while decreased in control groups (P <0.01 in tumor and spleen, P <0.05 in lung). Immunohistochemical staining showed similar staining pattern with M13 antibody or VIII-related antigen antibody, suggesting that phages displaying the selected peptides could home to blood vessel of human esophageal cancer. According to their DNA, 9 corresponding peptide sequences were deduced. And the homing ability to blood vessel of phages displaying the selected peptides was confirmed by comparing with their recovery in tumor and control tissues. Two motifs, YSXNXW and PXNXXN, were also obtained by analyzing the homology of these peptide sequences. The staining distribution of phage with the sequence of PNPNNST was similar to that of the blood vessel marker factor VIII-related antigen staining. After sequencing, each phage with the selected peptide of PNPNNST with 1.0×10¹¹ pfu/ml was injected intravenously into mice. The homing ability to tumor vessel of these 9 kinds of peptides in the xenograft was higher than control tissues (lung and spleen).

Conclusion  Nine peptides obtained from in vivo screening homed to the blood vessel of human esophageal cancer, and the two motifs of YSXNXW and PXNXXN are the possible biochemical recognition units binding to vascular endothelial cells of esophageal cancer. 

     

Screening and Identification of a Novel Hepatocellular Carcinoma Cell Binding Peptide by Using a Phage Display Library

The purpose of this study was to screen peptides that can specifically bind to human hepatocellular carcinoma(hHCC) cells using phage display of random peptide library in order to de-velope a peptide-based carrier for the diagnosis or therapy of hHCC.A peptide 12-mer phage display library was employed and 4 rounds of subtractive panning were performed using the hHCC cell line HepG2 as the target.After panning,the phages that specifically bound to and internalized in hHCC cells were selected.The selected phages demonstrated highly specific affinity to HepG2 cells analyzed by ELISA and immunofluorescence analysis.57.3% of the selected phage clones displayed repeated sequence FLLEPHLMDTSM,and 4 amino acid residues,FLEP were extremely conservative.Based on the sequencing results,a 16-mer peptide(WH-16) was synthesized.The competitive ELISA showed that the binding of the phage clones displayed sequence FLLEPHLMDTSM to HepG2 cells was efficiently inhibited by WH-16.Our findings indicate that cellular binding of phage is mediated via its displayed peptide and the synthesized 16-mer peptide may have the potential to be a delivery carrier in target diagnosis or therapy for hHCC.     

噬菌体展示肽库筛选大肠癌细胞特异性结合肽的实验研究

目的 筛选人源大肠癌LoVo细胞株特异结合的短肽,作为大肠癌靶向治疗的载体.方法 以大肠癌LoVo细胞株作为靶细胞,人正常结肠黏膜上皮细胞为吸附细胞对噬菌体展示环七肽库进行差减筛选,采用细胞ELISA与免疫荧光检测鉴定噬菌体阳性克隆并测序.结果 对噬菌体展示环七肽库进行3轮筛选后,从随机挑取的20个噬菌体克隆中获得5个能与大肠癌LoVo细胞特异结合,而不与人正常结肠黏膜上皮细胞结合的阳性克隆,其氨基酸序列含有保守序列RPMP.结论 利用噬菌体展示肽库技术,可以成功筛选到大肠癌细胞的特异性结合肽,可能成为大肠癌靶向治疗的载体.     

人转铁蛋白受体结合肽的噬菌体肽库筛选与鉴定

目的：从噬菌体呈现12肽库中筛选与人转铁蛋白受体结合的肽．方法：以人转铁蛋白受体为靶蛋白，生物淘洗法从噬菌体呈现12肽库中筛选与之结合的阳性噬菌体，用噬菌体ELISA，FCM及免疫组化等方法检测阳性噬菌体与人转铁蛋白受体的结合活性．结果：从噬菌体肽库中筛选到-呈现SPRPRHTLRLSL肽的噬菌体，噬菌体ELISA，FCM及免疫组化等方法均证明呈现该肽的噬菌体可与人转铁蛋白受体或高表达人转铁蛋白受体的细胞结合．结论：SPRPRHTLRLSL具有与人转铁蛋白受体结合的活性，它为以转铁蛋白受体为靶点的导向性药物的开发提供了一个可能的线索．     

噬菌体肽库在筛选及鉴定高转移性肝癌特异性结合肽中的应用及其意义

目的：探讨噬菌体环七肽库在筛选与肝癌高转移细胞株HCCLM3特异高效结合的短肽中的应用,为进一步探索肝癌转移的分子机制和寻找肝癌转移标志物奠定基础。方法：以人肝癌高转移细胞株HCCLM3为靶细胞、人肝癌低转移细胞株SMMC7721为吸附细胞对噬菌体环七肽库进行4轮差减筛选,采用ELISA方法进一步筛选出与HCCLM3细胞高度亲和的阳性克隆（即实验组A450nm值高于对照组3倍以上）,并利用免疫细胞化学方法鉴定噬菌体阳性克隆的特异性并测序。结果：经过4轮陶筛后,噬菌体在筛选靶细胞上出现明显富集,且逐轮提高（P<0.05）;利用ELISA法对筛选后随机挑取的20个噬菌体克隆进行初步鉴定,得到6个能与肝癌细胞HCCLM3亲和度较高的阳性克隆（C4、C6、C7、C10、C11和C17）;通过免疫细胞化学染色鉴定阳性克隆靶向肝癌细胞HCCLM3的特异性,与对照组比较,C7噬菌体对高转移潜能肿瘤细胞具有较高特异性（P<0.05）;测序显示6个阳性克隆氨基酸序列无同源性。结论：利用噬菌体环七肽库筛选得到与人肝癌高转移细胞株HCCLM3具有较高亲和力的多肽。     

骨肉瘤细胞特异性结合短肽的筛选

目的：获得与骨肉瘤细胞株os-732特异结合的短肽，作为骨肉瘤靶向治疗的先导化合物。方法：以骨肉瘤细胞os-732为靶细胞，成骨细胞为吸附细胞对噬菌体12肽库进行差减筛选，用细胞ELISA、免疫组化鉴定阳性噬菌体克隆并测序。结果：经三轮筛选，从随机挑选的20个噬菌体克隆中得到9个特异性与骨肉瘤细胞os-732结合，而不与正常成骨细胞结合的阳性克隆。但其氨基酸序列无同源性。结论：得到多个序列不同的特异性结合骨肉瘤的噬菌体克隆，提示骨肉瘤细胞表面结构复杂，具多个骨肉瘤抗原表位。本实验获得的短肽具有一定的亲合力和肿瘤特异性，为针对不同位点的靶向药物设计提供了实验依据。     

人骨肉瘤细胞特异性结合肽的筛选及验证

目的获得人骨肉瘤细胞MG63特异性结合肽,为骨肉瘤靶向治疗奠定基础。方法应用噬菌体展示技术,以人骨肉瘤细胞作为靶细胞,293T细胞为差减细胞,筛选获得MG-63细胞特异性结合肽。酶联免疫法进行靶向性验证。应用荧光染色技术初步探讨短肽细胞受体位置。制作人骨肉瘤模型,尾静脉注射目标噬菌体,免疫组化检测其靶向性。结果经过四轮一步有机相离心分离方法,获得了与骨肉瘤细胞特异性结合的短肽,并测序获得其中出现次数最多的序列SLTNLSK,靶向验证结果显示该短肽有较强的特异性。结论应用噬菌体展示技术,获得了与人骨肉瘤细胞特异性结合的短肽,序列为SLTNLSK,并验证了其靶向性。可以作为骨肉瘤靶向治疗的导向性化合物。     

噬菌体肽库在筛选及鉴定高转移性肝癌特异性结合肽中的应用及其意义

目的:探讨噬菌体环七肽库在筛选与肝癌高转移细胞株HCCLM3特异高效结合的短肽中的应用,为进一步探索肝癌转移的分子机制和寻找肝癌转移标志物奠定基础。方法:以人肝癌高转移细胞株HCCLM3为靶细胞、人肝癌低转移细胞株SMMC7721为吸附细胞对噬菌体环七肽库进行4轮差减筛选,采用ELISA方法进一步筛选出与HCCLM3细胞高度亲和的阳性克隆(即实验组A450nm值高于对照组3倍以上),并利用免疫细胞化学方法鉴定噬菌体阳性克隆的特异性并测序。结果:经过4轮陶筛后,噬菌体在筛选靶细胞上出现明显富集,且逐轮提高(P<0.05);利用ELISA法对筛选后随机挑取的20个噬菌体克隆进行初步鉴定,得到6个能与肝癌细胞HCCLM3亲和度较高的阳性克隆(C4、C6、C7、C10、C11和C17);通过免疫细胞化学染色鉴定阳性克隆靶向肝癌细胞HCCLM3的特异性,与对照组比较,C7噬菌体对高转移潜能肿瘤细胞具有较高特异性(P<0.05);测序显示6个阳性克隆氨基酸序列无同源性。结论:利用噬菌体环七肽库筛选得到与人肝癌高转移细胞株HCCLM3具有较高亲和力的多肽。     

通过噬菌体筛选表达人CD59的CHO细胞结合的内化短肽

目的筛选并鉴定与表达人CD59的中国仓鼠卵巢(CHO)细胞特异结合的内化短肽,为设计具有拮抗CD59肿瘤逃逸活性的短肽药物奠定基础。方法以高表达人CD59的CHO细胞为靶,对噬菌体随机十二肽库进行5轮亲和筛选,并进行竞争结合实验,用ELISA法筛选噬菌体阳性克隆并对其进行DNA序列分析。结果随机挑选的10个克隆中有6个与人CD59结合力高,测序后得到2个高度同源的氨基酸序列。结论获得了与高表达人CD59的CHO细胞结合的内化短肽序列,为进一步设计与肿瘤逃逸相关的CD59活性位点的短肽药物提供了参考依据。     

骨肉瘤细胞特异性结合短肽的筛选

目的获得与骨肉瘤细胞株os-732特异结合的短肽,作为骨肉瘤靶向治疗的先导化合物。方法以骨肉瘤细胞os-732为靶细胞,成骨细胞为吸附细胞对噬菌体12肽库进行差减筛选,用细胞ELISA、免疫组化鉴定阳性噬菌体克隆并测序。结果经三轮筛选,从随机挑选的20个噬菌体克隆中得到9个能特异性与骨肉瘤细胞os-732结合,而不与正常成骨细胞结合的阳性克隆。但其氨基酸序列无同源性。结论得到多个序列不同的特异性结合骨肉瘤的噬菌体克隆,提示骨肉瘤细胞表面结构复杂,具多个骨肉瘤抗原表位。本实验获得的短肽具有一定的亲合力和肿瘤特异性,为针对不同位点的靶向药物设计提供了实验依据。     

Identification and Characterization of Peptide Mimics of Blood Group A Antigen

In order to investigate peptide mimics of carbohydrate blood group A antigen, a phage display 12-mer peptide library was screened with a monoclonal antibody against blood group A antigen, NaM87-1F6. The antibody-binding properties of the selected phage peptides were evaluated by phage ELISA and phage capture assay. The peptides were co-expressed as glutathione S-transferase （GST） fusion proteins. RBC agglutination inhibition assay was performed to assess the natural blood group A antigen-mimicking ability of the fusion proteins. The results showed that seven phage clones selected bound to NaM87-1F6 specifically, among which, 6 clones bore the same peptide sequence, EYWYCGMNRTGC and another harbored a different one QIWYERTLPFTF. The two peptides were successfully expressed at the N terminal of GST protein. Both of the fusion proteins inhibited the RBC agglutination mediated by anti-A serum in a concentration-dependent manner. These results suggested that the fusion proteins based on the selected peptides could mimic the blood group A antigen and might be used as anti-A antibody-adsorbing materials when immunoabsorption was applied in ABO incompatible transplantation.     

人胃癌血管特异性结合多肽的体内筛选及其三维结构模拟的初步分析

目的: 利用噬菌体随机环七肽库在小鼠肾包膜下荷人胃癌模型体内筛选能够与人胃癌血管内皮细胞结合的特异性分子,对其多肽进行计算机空间结构模拟分析. 方法:制备免疫抑制小鼠肾包膜下人胃癌移植瘤模型,用随机环七肽库在其体内进行4轮筛选,对随机获得的14个克隆进行测序. 通过细胞ELISA检测所得到的特异性小肽在脐静脉内皮细胞(HUVEC),SGC7901,LoVo,Eca-109及Hep-G2细胞系上的结合能力. 并通过计算机分子模拟多肽CGNSNPKSC的空间结构. 结果:成功获得14个噬菌体克隆,并呈现出2种氨基酸序列,其中多肽CGNSNPKSC,相比于对照细胞SGC7901, LoVo, Eca-109, Hep-G2,其同HUVEC结合能力明显增强. 利用计算机技术成功地模拟并分析了该多肽的空间结构. 结论:多肽CGNSNPKSC同血管内皮细胞结合能力较强;空间结构稳定,是一个高亲水多肽,更容易形成折曲的抗原表位,很有可能是一个极具肿瘤血管靶向治疗前景的多肽.     

靶向肿瘤干细胞标记CD133特异性结合肽的筛选和初步鉴定

摘要：目的筛选可与人肿瘤干细胞表面标记物CD133特异性结合的短肽并进行初步鉴定。方法首先合成人肿瘤干细胞
表面标记物CD133 细胞外片段的生物素化蛋白,以此为靶,利用噬菌体肽库技术,高通量液相淘选CD133 的特异性短
肽。应用夹心EL ISA选择出结合较强的克隆。提取DNA测序,通过竞争性阻断实验验证其特异性,根据噬菌体基因序
列推导出多肽序列。通过免疫荧光技术初步验证合成多肽和人大肠癌细胞的结合情况。结果4 轮液相筛选后,与
CD133特异性结合的噬菌体得到有效富集,第4轮与第1轮相比,富集了388倍。经ELISA 鉴定的20个噬菌体单克隆中,
有13个与CD133有较高亲和力,具有阳性意义。经比对得到11条完全一致的氨基酸序列TISWPPR,2条完全一致的氨
基酸序列STTKLAL,竞争性阻断ELISA实验表明第一条特异性较强。结论成功利用噬菌体肽库技术,淘选出1条可和
人CD133特异性结合的高亲和力短肽,为后续CD133的研究奠定了基础,表明从噬菌体肽库中液相淘选生物素化小分子
的高亲和力多肽的方法切实可行。     

可结合细胞表面IL-2Rα的短肽分子的筛选

目的利用噬菌体肽库技术筛选可特异性结合IL-2Rα的短肽序列，探索获得IL-2Rα小分子拮抗剂的可能性。方法以高表达IL-2Rα的MT-2细胞为钓饵。筛选噬菌体线性12肽库。用抗IL-2Rα单克隆抗体竞争洗脱结合的噬菌体，细胞ELISA、免疫组化鉴定阳性噬菌体克隆，并测序。结果随机挑选的17个克隆中有7个可与MT-2细胞结合。免疫组化显示阳性噬菌体克隆M15可与MT-2细胞及PHA刺激的PBMC结合。根据阳性克隆DNA序列，推导出氨基酸序列，共有6种序列，富含亲水氨基酸并包含Tyr、Phe、Leu保守残基。结论得到含Tyr、Phe保守残基的序列，阳性序列可结合细胞表面的IL-2Rα。     

抗IgE中和抗体表位的筛选和鉴定

目的: 对噬菌体线性7肽库进行筛选,得到诱发机体产生抗IgE中和抗体的IgE表位肽. 方法: 以抗IgE抗体为靶,筛选噬菌体线性7肽库,双夹心ELISA鉴定阳性克隆. 结果: ELISA鉴定随机挑选的经3轮筛选后所得48个噬菌体克隆,其中15个克隆显示与抗IgE抗体有较强的结合能力,序列测定得到氨基酸序列为:DHIDMGL;DHMWLGL;DHQDAGF;DHMDQNL. 竞争性ELISA结果显示4个序列均能与IgE竞争性结合抗IgE mAb,MAP点杂交结果显示筛选得到的多肽能与抗IgE抗体特异性结合. 结论:经筛选得到的7肽序列具有相似的骨架区,并与IgE的CH3区高度同源. 初步验证这些噬菌体展示肽能与抗IgE中和抗体特异性结合,为IgE相关多肽疫苗的研究提供了依据.     

利用噬菌体肽库筛选可结合TNF—α的短肽序列

目的 对噬菌体环七肽库进行筛选。寻求可拮抗肿瘤坏死因子a(TNF-α）活性的小分子短肽。方法 以rhTNF-α为靶筛选噬菌体环七肽库，双夹心ELISA鉴定阳性克隆。结果 ELISA鉴定随机挑选经3轮筛选后所得23个噬菌体克隆发现，其中11个克隆显示与TNF-α有较强的结合，DNA测序发现其中两个克隆的氨基酸序列为：c-ALWHWWH-c,另9个克隆序列为：c-(T/S)WLHWWA-c。结论 噬菌体克隆展示肽能够模拟TNF-α受体或抗体的结合表位，为TNFα结合肽。     

应用噬菌体随机十二肽库筛选hFGF 7相关模拟肽

目的应用噬菌体随机十二肽库生物淘选具有刺激表皮细胞增殖作用的人成纤维细胞生长因子 7(hFGF 7)噬菌体模拟肽。方法以hFGF 7单克隆抗体为靶,进行4轮生物淘选噬菌体随机十二肽库;随机挑取单克隆噬菌体,应用ELISA方法检测单克隆噬菌体的结合力,对结合力较好的单克隆噬菌体提取噬菌体DNA,进行测序,并行序列分析。结果经过4轮生物淘选,特异性噬菌体模拟肽获得了富集,ELISA检测结果显示获得的一些噬菌体模拟肽具有较好的结合力,测序获得11个与促进细胞分裂、增殖或抑制细胞增殖有关的碱基序列。结论从噬菌体随机十二肽库中可淘选到与hFGF 7相关的噬菌体模拟肽,其中部分噬菌体模拟肽可能会促进表皮细胞增殖,期望将来可应用于促进创面愈合。     

从噬菌体展示肽库中筛选 PreS1抗原的结合肽

目的:从噬菌体随机七肽库中筛选能与PreS1抗原特异性结合的多肽。方法:利用噬菌体展示技术,以PreS1抗原为靶分子,从随机七肽库中进行生物亲和筛选,ELISA鉴定阳性克隆。结果:对肽库进行3 轮筛选后,通过ELISA和竞争抑制ELISA,获得了特异性的结合肽,测序结果显示噬菌体上的短肽有共同序列。结论:利用噬菌体展示技术成功筛选到了PreS1抗原的结合肽,为乙肝的治疗和诊断探索新的途径。     

人结肠癌血管特异结合短肽的噬菌体肽库筛选及鉴定

目的：通过建立小鼠肾包膜下荷人结肠癌模型、利用噬菌体肽库体内筛选技术,筛选并鉴定能够与人结肠癌血管内皮细胞特异结合的噬菌体呈现短肽.方法：制备免疫抑制小鼠肾包膜下人结肠癌移植瘤动物模型.将随机环七肽库通过尾静脉注入荷瘤鼠体内,回收归巢于肿瘤组织的噬菌体,进行4轮体内筛选,随机挑取20个克隆进行测序.细胞ELISA实验初步鉴定阳性噬菌体的内皮细胞结合能力.免疫细胞化学染色鉴定阳性噬菌体克隆与共培养内皮细胞的结合能力.免疫荧光技术检测短肽与共培养内皮细胞的特异性结合能力.结果：18个克隆测序正确,它们呈现2种氨基酸序列,命名为CV1及CV2,其呈现噬菌体称为pCV1及pCV2,其中CV2/pCV2重复次数多.细胞ELISA结果显示pCV2与Co-HUVECs（与结肠癌细胞共培养的人脐静脉内皮细胞）的结合明显高于HUVECs（人脐静脉内皮细胞）,有显著的差异性结合,而pCV1在Co-HUVECs,HUVECs上结合均较少,无差异性结合.免疫荧光染色结果显示,FITC-CV2特异性结合于Co-HUVECs的胞膜与核周胞质.结论：得到两个能特异性结合于结肠癌移植瘤的噬菌体单克隆pCV1及pCV2.pCV2具有特异结合结肠癌血管的能力,有可能用于结肠癌血管靶向治疗.     

抗大肠癌噬菌体人单链抗体的初步鉴定及序列分析

目的：对抗大肠癌细胞的单克隆噬菌体单链抗体进行初步鉴定和测序分析。方法：采用细胞ELISA，免疫组化，DNA序列测定和计算机分析方法，对5个单克隆噬菌体抗体（CH273，CH205，CH209，CHA12，CH723）进行初步鉴定和序列分析。结果：5个抗体均对人大肠癌细胞、人胚肾上皮细胞和其它某些人肿瘤细胞反应，也与人正常肝细胞有弱阳性反应，但不与鼠源性的癌细胞和正常细胞反应。细胞免疫组化进一步证实了ELISA结果的正确性。大肠癌免疫组化对大肠癌组织有特异性的结合反应，而不与正常大肠组织反应。测序结果为CH273 ScFv全长732bp；V，D，J分别属于VH3－30－D1－26－JH3－linker-V1-13-JL2,GenBank序号为AY028777和AY028996；CH205全长366bp,V,D,J分别VH1－46－D6－13－JH3，GenBank序号为AF359365；CH209，CHA12和CH723的ScFv基因完全相同，全长723bp，其VH－DH－JH与CH273 ScFv基因中的VH－DH－JH完全一致，V，D，J分别属于VH3－30－D1－26－JH3－linker-L2-Jκ2，GenBank序号为AF363774。结论：噬菌体抗体具有结合人大肠癌组织和细胞的活性，为进一步开发临床应用人源抗肿瘤抗体和小分子抗体片段奠定基础。