HER2 과발현 유방암 세포에서의 면역접합체 HER2(scFv)–PE24의 세포독성 효과

Abstract

Conventionally, immunotoxins have been produced as a single polypeptide from fused genes of an antibody fragment and a toxin. In this study, we adopted a unique approach of chemical conjugation of a toxin protein and an antibody fragment. The two genes were separately expressed in Escherichia coli and purified to high levels of purity. The two purified proteins were conjugated using a chemical linker. The advantage of this approach is its ability to overcome the problem of low expression and production of recombinant immunotoxin observed in some immunotoxins. Another advantage is that various combinations of immunotoxins can be prepared with fewer efforts, because the chemical conjugation of components is relatively simpler than the processes involved in cloning, expression, and purification of multiple immunotoxins. As a proof of concept, the scFv of trastuzumab and the PE24 fragment of Pseudomonas exotoxin A were separately produced using E. coli and then chemically crosslinked. The new immunotoxin was tested on four breast cancer cell lines variably expressing HER2. The chemically crosslinked immunotoxin exhibited cytotoxicity in proportion to the expression level of HER2. In conclusion, the present study revealed an alternative method of generating an immunotoxin that could effectively reduce the viability of HER2-expressing breast cancer cells. These results suggest the effectiveness of this method of chemical crosslinking as a suitable alternative for producing immunotoxins.|일반적으로 면역독소는 항체 단편과 독소의 유전자가 융합되어 하나의 폴리펩타이드로 생산된다. 그러나 본 연구에서는 독소 단백질과 항체 단편을 화학적으로 접합시키는 방법을 이용하여 면역독소를 제작하였다. 두 단백질을 각각 대장균에서 발현시켜 높은 순도로 정제하였고 정제한 두 단백질은 화학 링커를 통해 접합시켰다. 이러한 방법의 장점은 일부 재조합 면역독소의 발현 및 수율이 낮은 문제를 해결할 수 있다. 또 다른 장점은 여러 면역독소를 위한 클로닝, 발현, 정제 등의 과정보다 구성 요소를 화학적으로 접합하는 것이 상대적으로 간단하기 때문에 다양한 조합의 면역독소를 적은 노력으로 제작할 수 있다. 이러한 개념의 증명으로 트라스투주맙(Trastuzumab)의 단일사슬단편항체(scFv)와 슈도모나스 외독소의 PE24 단편을 대장균에서 각각 생산하여 화학적으로 가교시켰다. 제작된 면역독소를 인간 상피세포 성장인자 수용체 2 (HER2) 발현이 다른 네 가지의 유방암 세포 주에서 활성을 테스트 하였고 화학적 가교를 통해 형성된 면역독소는 HER2 발현양에 비례하여 세포독성을 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 HER2를 발현하는 유방암 세포의 생존율을 효과적으로 감소시키는 면역독소를 제작하는 다른 대안을 보여주었다. 이러한 결과를 통해 화학적 가교방법은 면역독소를 효과적으로 제작하는데 적절한 방법임을 알 수 있다