ASGPR：GaINAc-siRNA藥物實現肝內靶向遞送的關鍵靶點

關鍵詞：去唾液酸糖蛋白受體 (asialoglycoprotein receptor，ASGPR)，N-乙酰半乳糖胺(GalNAc), GaINAc-siRNA,食蟹猴肝細胞，siRNA遞送，肝細胞轉染，肝細胞自由攝取，肝細胞遞送，原代肝細胞，猴肝細胞，人肝細胞，Cynomolgus Monkey Hepatocytes(PCH), Human Primary Hepatocytes(PHH), Primary hepatocyte siRNA transfection，siRNA Galnac hepatocyte delivery，Hepatic Targeted Delivery

siRNA等小核酸藥物通常需要借助遞送系統以提高其遞送效率和組織靶向性。GalNAc（N-乙酰半乳糖胺）偶聯修飾是當前最-常用的siRNA遞送系統，目前上市的siRNA藥物絕大多數采用GalNAc修飾來完成細胞內siRNA遞送。GalNAc是去唾液酸糖蛋白受體（Asialoglycoprotein receptor，ASGPR）的配體，ASGPR在肝細胞的膜表面高度特異性表達，GaINAc-siRNA (siRNA Galnac hepatocyte delivery)偶聯物通過特異性結合去唾液酸糖蛋白受體，在細胞內吞作用下，將siRNA從細胞表面轉運至細胞中，從而實現肝細胞靶向遞送(Primary hepatocyte siRNA transfection)。由此可見，肝細胞膜表面ASGPR的表達情況是影響GaINAc-siRNA (siRNA Galnac hepatocyte delivery)等小核酸藥物進入細胞內發揮藥效的重要因素之一。因此，在小核酸藥物研發初期，對肝細胞膜表面ASGPR的表達情況進行檢測是十分必要的，這對于體外評估小核酸藥物肝細胞自由攝取、肝細胞轉染等情況具有重要意義。

一、ASGPR簡介

 去唾液酸糖蛋白受體 (asialoglycoprotein receptor，ASGPR)，又名肝凝集素(liver lectin)，最初由美國的兩位科學家Gilbert Ashwell和Anatol Morell于1965年發現，因此也被稱作“Ashwell-Morell 受體"。哺乳動物的ASGPR由分子量約為48 kDa的大亞基 H1和分子量約為40 kDa的小亞基H2 這兩個不同基因編碼的亞基組成，這兩個亞基是彼此高度同源的糖蛋白，兩個亞基都屬于Ⅱ型跨膜蛋白，且在哺乳動物中兩者含量的比例約為3:1，二者聯合具有內吞作用。ASGPR的大小兩個亞基又分別有不同的剪接異構體，如圖1所示。

圖1 H1和H2亞基不同的剪切異構體 （a）H2的剪切異構體 （b）H1的剪切異構體（來源：人體去唾液酸糖蛋白受體的檢測）

ASGPR以極性方式表達于肝實質細胞正弦和基底外側的細胞膜表面，除了肝細胞表面，ASGPR還會表達在一些肝外組織中，例如腹膜巨噬細胞，大鼠及人類睪丸，人類精子，人腸上皮細胞和甲狀腺細胞。然而，ASGPR在肝細胞上的表達遠遠超過了身體其他部位所表達的ASGPR，一個肝細胞中平均高表達500,000個ASGPR。ASGPR能專一識別和結合末端帶有半乳糖(Gal)殘基或乙酰半乳糖胺(GalNAc)殘基的寡糖或寡糖蛋白,目前已見報導的ASGPR配體包括去唾液糖蛋白、乳糖酸(lactoBioni cacid, LA)、半乳糖化配體(galactosylated ligand,Gal)、無唾液酸胎球蛋白(AF)以及豆甾醇糖苷(soyBean-derived sterylglucoside,SG)等。其中，N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）是與ASGPR結合能力最-強的一種乳糖類似物。因此，可利用ASGPR的內吞機制及配體特性以實現藥物的肝內靶向遞送(Hepatic Targeted Delivery)。

二、ASGPR：GalNAc-siRNA偶聯藥物實現肝靶向遞送(Hepatic Targeted Delivery)的關鍵靶點

  siRNA藥物具有基因沉默效率高、高度特異性、靶點范圍廣、不良反應可控、可實現長效作用、合成方便等優點，是當前極-具前途的小核酸藥物。然而，siRNA藥物通常不具備特定器官和組織的靶向性，難以單獨成藥。此外，siRNA的分子量較大，且帶有負電荷，使其不能自由通過生物膜。因此，siRNA藥物通常需要借助遞送系統以提高遞送效率和組織靶向性。

GalNAc（N-乙酰半乳糖胺）是當前最-常用的siRNA藥物遞送系統，目前上市的siRNA藥物絕大多數采用GalNAc修飾來完成細胞內遞送（表1）。正如上文中提到的，GalNAc是去唾液酸糖蛋白受體（ASGPR）的高親和力靶向配體，其與ASGPR的結合具有高度特異性，ASGPR是一種內吞性受體，在肝細胞膜表面高度特異性表達。通過ASGPR和網格蛋白介導的內吞作用，GalNAc能夠有效地將siRNA藥物從肝細胞表面轉運至細胞質內部。隨后，GalNAc-siRNA 偶聯物與ASGPR分離，ASGPR回到細胞表面而GalNAc-siRNA偶聯物進一步解離，釋放出的游離siRNA在細胞質中沉默基因進而發揮藥效。GalNAc-siRNA偶聯物與ASGPR結合及細胞內遞送過程如圖2所示。

表1 上市siRNA藥物一覽

圖2 GalNAc-siRNA偶聯物與ASGPR結合及細胞內遞送過程（來源：GalNAc-siRNA Conjugates: Leading the Way for Delivery of RNAi Therapeutics）

由此可見，ASGPR是GalNAc-siRNA偶聯藥物實現肝內靶向遞送的關鍵靶點，其在肝細胞膜表面的表達情況是影響siRNA等小核酸藥物進入細胞內發揮藥效的重要因素之一。因此，在siRNA等小核酸藥物研發初期，對肝細胞膜表面ASGPR的表達情況進行檢測對于體外評估siRNA等藥物肝細胞自由攝取和肝細胞轉染等情況具有重要意義。

三、IPHASE 貼壁食蟹猴肝細胞Cynomolgus Monkey Hepatocytes(PCH)ASGPR靶點檢測

 鑒于此，IPHASE作為體外研究生物試劑引-領者，不斷開拓創新，緊跟市場發展步伐，及時響應客戶需求，對生產的貼壁食蟹猴肝細胞Cynomolgus Monkey Hepatocytes(PCH) ASGPR靶點表達情況進行檢測，旨在為廣大客戶提供優質的siRNA藥物體外研究模型。IPHASE技術人員以0.5 million cells/ml的細胞密度鋪板于96孔板中，待細胞貼壁4h后檢測ASGPR表達情況，結果顯示IPHASE研發的食蟹猴肝細胞高表達ASGPR，說明IPHASE生產的食蟹猴原代肝細胞（Primary Hepatocytes）較好的保留了肝細胞表面膜上蛋白的表達，可滿足客戶的試驗需求。

此外，IPHASE為滿足不同客戶的研究方向，以豐富的研發經驗和技術體系，生產了多種屬、多品系的原代肝細胞（Primary Hepatocytes）及相關輔助產品，如下表所示為部分產品，以助力廣大客戶的藥物研發需求。

參考資料：

[1] Springer AD, Dowdy SF. GalNAc-siRNA Conjugates: Leading the Way for Delivery of RNAi Therapeutics. Nucleic Acid Ther. 2018;28(3):109-118.

[2] 施奇敏. 人體去唾液酸糖蛋白受體的檢測[D]. 江南大學. 2019.

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