新型中和性单链抗体靶向S100A8蛋白的开发及其在炎症性疾病治疗中的应用

《Scientific Reports》：Development of novel neutralizing single-chain fragment variable antibodies against S100A8

本期推荐：针对S100A8在炎症和癌症中的关键作用，伊朗Shahid Beheshti大学团队通过噬菌体展示技术筛选出特异性单链可变片段(scFv)抗体SA8-E6和SA8-E12。该抗体组合能有效阻断S100A8与TL/RAGE受体的结合，抑制NF-κB和MAPK信号通路激活，在巨噬细胞和HT-29细胞模型中显著降低炎症因子(IL-6、TNF-α)和凋亡标志物(caspase-3、Bax/Bcl-2)表达，为S100A8驱动的炎症性疾病(如IBD)和癌症治疗提供。

　　在慢性炎症性疾病和癌症治疗领域，S100蛋白家族成员S100A8一直被视为"双刃剑"——它既是组织损伤的警报信号(DAMP)，又是推动疾病恶化的关键因子。这种小分子蛋白通过与S100A9形成异源二聚体(calprotectin)，通过TLR4和RAGE受体激活NF-κB、MAPK等信号通路，在炎症性肠病(IBD)、类风湿性关节炎和结直肠癌等疾病中扮演核心角色。尽管现有抗TNF-α疗法取得一定成效，但针对S100A8/A9复合物的特异性治疗仍属空白。伊朗Shahid Beheshti医科大学的研究团队在《Scientific Reports》发表创新成果，他们利用噬菌体展示技术开发出能精准靶向S100A8的治疗性单链抗体。

研究采用四大关键技术：1)通过四轮噬菌体生物淘选从Tomlinson I/J文库筛选S100A8特异性scFv；2)采用IMAC纯化重组S100AS100A8)和scFv抗体；3)建立THP-1巨噬细胞和HT-29结直肠癌细胞模型，通过MTT、流式细胞术和RT-qPCR评估抗体功能；4)运用I-TASSER和HADDOCK进行分子对接模拟抗体-抗原相互作用。

研究结果揭示多个重要发现：抗体筛选与鉴定环节，通过递增严格性的四轮淘选获得884倍富集，最终分离出SA8-E6、SA8-E12等4种特异性scFv，其中SA8-E6在10 ng/mL浓度即可检测rS100A8。功能验证显示，20 μg/mL rS100A8可致巨噬细胞活力下降50%(LD₅₀)，而SA8-E6/E12组合能逆转93%的细胞毒性。机制研究方面，该抗体组合通过阻断S100A8与TLR4的C端结构域结合，抑制MyD88/NF-κB通路，使IL-6、TNF-α等炎症因子表达降低3-5倍。在DSS诱导的炎症模型中，抗体处理使凋亡细胞比例从25.47%降至13.05%，显著下调caspase-3/9表达。

分子对接分析揭示SA8-E6主要结合S100A8的C端TLR4结合域，而SA8-E12通过CDRH3与蛋白中部形成9个氢键，这种空间互补性解释了其协同效应。值得注意的是，抗体对S100A8/A9异源二聚体同样有效，但在IBD患者粪便检测中不与S100A9发生交叉反应。

该研究突破性地证明：1)scFv抗体因其小分子量(约27 kDa)和强穿透性，比现有小分子抑制剂(如paquinimod)更具靶向优势；2)抗体组合策略通过覆盖不同表位实现近乎完全的S100A8功能抑制；3)同时阻断TLR4和RAGE双通路可更有效控制炎症级联反应。这些发现为开发"双靶点"抗S100A8疗法奠定基础，尤其对IBD和炎症相关癌症具有重要转化价值。未来需在动物模型验证其体内疗效，并探索scFv人源化改造以降低免疫原性。