靶向VEGFA从头设计结合蛋白的开发与功能研究

       肿瘤血管新生是实体瘤生长与转移的核心驱动环节，VEGFA-VEGFR信号通路一直是抗血管生成靶向药物研发的热门靶点。目前临床主流药物多为抗体类或小分子抑制剂，虽然验证了靶点有效性，但仍存在分子尺寸大、生产成本高、组织穿透有限等短板。在我看来，这篇来自《上海交通大学学报（医学版）》的研究，最大亮点在于跳出传统抗体筛选思路，采用从头蛋白质设计（de novo protein design）策略开发人工微型结合蛋白，为抗VEGFA药物开发提供了一套全新的技术路线。

       这项研究搭建了一套整合Rosetta RifDock、FastDesign与ProteinMPNN的多算法计算设计工作流，在计算机上从头设计靶向VEGFA的结合蛋白。研究团队利用AlphaFold预测结构，评估候选分子的构象合理性以及和VEGFA之间的相互作用界面，提前剔除结构不稳定、结合界面不合理的序列，大幅减少后续湿实验的工作量。计算完成后，研究者将候选文库借助酵母表面展示联合双荧光流式分选开展高通量筛选，富集能够特异性识别VEGFA的结合蛋白；再使用大肠杆菌体系表达纯化目标蛋白，通过BLI生物层干涉检测分子亲和力，完成体外分子层面的筛选鉴定。

       经过多轮筛选与亲和力表征，团队得到候选微型结合蛋白MB3（minibinder-3），该分子对VEGFA具备中等亲和力。为验证MB3的生物学功能，研究采用多组经典内皮细胞功能模型，在HUVEC细胞体系中开展完整功能验证。CCK-8、Annexin Ⅴ/PI双染、划痕实验、体外管形成实验以及Western blot结果表明，MB3能够显著抑制VEGFA诱导的内皮细胞存活、抗凋亡、细胞迁移以及血管管腔形成。机制层面，MB3可以下调VEGFR下游AKT、ERK蛋白的磷酸化水平，阻断VEGFA介导的下游信号激活，且所有实验组差异均具备统计学意义（P＜0.05）。

       和传统抗体相比，这类从头设计的微型结合蛋白优势很突出：分子量更小，理论上实体瘤穿透能力更强；骨架为人工设计，序列简单，适合原核表达，生产工艺相对简便，开发成本可控。当然本研究也存在局限性，MB3仅为中等亲和力，距离临床候选分子还有优化空间，目前仅完成体外细胞水平验证，仍缺少体内动物药效与安全性数据。

综合来看，该研究完整证明了这套“计算从头设计+酵母展示筛选+体外功能验证”工作流用于开发抗VEGFA人工结合蛋白的可行性。从头蛋白设计不再局限于天然蛋白骨架，能够按需定制结合界面，拓宽靶向分子的开发边界。这项工作不仅获得了可抑制VEGFA通路的MB3分子，也为肿瘤抗血管生成靶向蛋白药物研发提供了新的技术范式。

 

参考文献

【1】卢悦，颜伟康，刘颖斌，等。靶向 VEGFA 结合蛋白的设计与功能表征 [J]. 上海交通大学学报 (医学版), 2026, 46 (9): 1212. DOI:10.3969/j.issn.1674-8115.2026.09.006.