腎近端小管功能的核心執行者——Megalin蛋白的作用機制

關鍵詞：Megalin；低密度脂蛋白受體相關蛋白2，LRP-2；腎近端小管上皮細胞；腎近端小管；原代腎細胞；藥物靶點；Proximal Tubular Epithelial Cells，PTECs；Proximal Tubule；Primary kidney cells；Drug Target；siRNA

腎臟（Kidney）是機體的重要器官，其功能涵蓋清除體內代謝產物、某些廢物、毒物，以及重吸收保留水分及其它有用物質，促進新陳代謝等。原代腎細胞（Primary Kidney Cells）是直接分離自動物腎臟組織的細胞，保留了天然的組織特性，是腎臟疾病機制和藥物開發等研究中不可替代的體外模型。其中，腎近端小管（Proximal Tubule）是腎單位中非常重要的一段，是重吸收和分泌功能最為活躍的部位。而腎近端小管上皮細胞（Proximal Tubular Epithelial Cells，PTECs）是構成腎臟近端小管（Proximal Tubule）的主要細胞類型，具有獨特的結構和多重生理功能，在腎臟重吸收和分泌過程中起核心作用，是腎臟疾病機制和藥物開發等研究中不可替代的體外“黃金模型”。得益于GalNAc介導的肝靶向siRNA遞送系統的成功應用，腎臟siRNA的探索已逐步拉開序幕。其中，作為多特異性受體的Megalin蛋白走入研究者視線，并成為了一個創新的藥物靶向（Drug Target）siRNA治療思路。

腎臟示意圖：來源網絡

01 Megalin蛋白
Megalin 廣泛存在于機體， 主要表達在甲狀腺、甲狀旁腺、2 型肺泡細胞、 膽囊、 腎近端小管（Proximal Tubule），腎小球足細胞、內耳室管膜和迷路細胞、眼部睫狀體、乳房上皮細胞、子宮內膜、輸卵管、附睪等。

在腎臟中，腎近端小管是重吸收腎小球濾液中有價值物質的主要場所。Megalin是執行這一功能的“分子守門員”。Megalin，又稱低密度脂蛋白受體相關蛋白2（LRP-2），是腎近端小管上皮細胞（Proximal Tubular Epithelial Cells，PTECs）頂膜上表達的一種巨型內吞受體。它在腎臟對濾過蛋白的重吸收和營養物質保存中扮演著不可或缺的角色，這些物質對維持身體的正常功能至關重要，尤其是骨骼健康、免疫調節和體內毒素的清除。

【受體介導的內吞作用】
Megalin與另一個受體Cubilin形成復合物，共同識別并結合原尿中的大量配體。一旦結合，細胞膜內陷形成內吞體，將復合物攝入胞內。隨后，配體被釋放以供利用或轉運回血液，而Megalin再循環至頂膜繼續工作。

【重吸收的關鍵配體】
Megalin是一種多特異性受體，其重吸收的營養物質囊括多類。

蛋白類：白蛋白（防止蛋白尿）、維生素結合蛋白（如維生素D結合蛋白DBP、維生素A結合蛋白RBP）、激素（如胰島素、甲狀旁腺激素PTH）、載體蛋白（如轉鐵蛋白）。

酶類：溶菌酶、脂蛋白脂肪酶。

藥物與毒素：氨基糖苷類抗生素（慶大霉素）、化療藥物順鉑、造影劑等。

【維持體內穩態】
通過回收維生素D-DBP復合物，Megalin間接參與了鈣磷代謝和骨穩態的調節。其功能缺陷會導致維生素D缺乏和腎性骨營養不良。
因此，當腎臟出現疾病、Megalin蛋白過度活躍表達時，會造成嚴重的腎臟損傷。

【蛋白尿】
Megalin功能受損或缺失是腎小管性蛋白尿的主要原因。當Megalin無法有效重吸收濾過的白蛋白和其他小分子蛋白時，它們會隨尿液排出，這是慢性腎臟病（CKD）進展的關鍵標志和推動因素。

【藥物性腎毒性】
慶大霉素和順鉑等藥物通過Megalin被大量攝入PTECs細胞內并積累，導致線粒體功能障礙、氧化應激和細胞凋亡，最終引發急性腎損傷（AKI）。Megalin是這些藥物腎毒性的“門戶”。

【參與腎臟病的發生】
Megalin的過度表達可能通過促進炎癥反應、加速腎臟纖維化，最終加重腎臟損傷。

圖片來源：參考文獻【1】

02 靶向Megalin的siRNA藥物
綜上所述，Megalin在腎臟健康與疾病中形成了“雙刃劍”的關系。因此，調控其表達成為了一個創新的治療思路。其中，siRNA技術提供了高度特異性的實現手段。

siRNA是一種短雙鏈RNA分子，通過RNA干擾（RNAi）機制，能序列特異性地降解靶信使RNA（mRNA），從而在翻譯水平上沉默特定基因的表達。得益于GalNAc介導的肝靶向siRNA遞送系統的成功應用，而腎臟又是一個難以獲得遺傳藥物的器官，因此，作為多特異性受體的Megalin蛋成為了一個創新的腎臟類藥物靶向（Drug Target）siRNA治療方向！且其應用一般聚焦于減輕藥物性腎毒性或治療某些遺傳性疾病。

【減輕藥物性腎毒性】
策略：在施用腎毒性藥物（如順鉑）之前或同時，使用靶向LRP2基因（編碼Megalin的基因）的siRNA進行治療。
原理：暫時性地下調PTECs中Megalin的表達，減少藥物通過該受體進入細胞的量，從而保護腎臟免受損傷，而不影響藥物的抗癌療效（因其通過其他機制進入癌細胞）。
優勢：與傳統保護劑相比，siRNA更具特異性，副作用可能更小。臨床前研究表明，此策略能顯著改善順鉑或慶大霉素誘導的小鼠腎損傷模型的組織學和功能指標。

【治療某些遺傳性疾病】
策略：針對由于Megalin功能過強或錯誤表達所驅動的罕見腎臟疾病，沉默Megalin可能成為一種治療選擇。
原理：雖然罕見，但理論上某些獲得性功能或表達異常可能通過降低其表達來緩解。

正因為腎臟靶向藥物的實用性，在2024年10月，馬薩諸塞州劍橋，率先將寡核苷酸藥物遞送到腎臟的生物技術公司Judo Bio宣布成立并獲得1億美元的初始融資！該公司已經完成了臨床前研究，成功證明了受體介導的寡核苷酸通過專有的配體siRNA偶聯物遞送到腎臟，從而沉默了多個靶基因。Judo Bio最初的管線項目是megalin STRIKER，它使用megalin受體家族選擇性地將siRNA療法遞送到腎臟的近端小管上皮細胞。這些巨蛋白STRIKER旨在沉默mRNA，導致特定溶質載體蛋白（SLC）的減少。SLC有助于維持循環物質的穩態，包括氨基酸、電解質、葡萄糖和其他代謝物。靶向SLCs是治療各種全身性疾病的既定方法。靶向SLC蛋白使Judo Bio能夠將siRNA藥物專門針對腎臟，用于治療全身性疾病，可能包括先天性代謝缺陷、痛風、高血壓、2型糖尿病、慢心力衰竭、腎結石和其它內分泌疾病。

圖片來源：Judo Bio

03 IPHASE 產品
IPHASE作為體外研究生物試劑引領者，緊跟藥物發展創新前沿，繼肝臟GalNac研究熱點后，又研發、生產了多種屬、多規格的腎近端小管上皮細胞（Proximal Tubular Epithelial Cells，PTECs），且其活率可達80%以上，為Megalin靶點研究提供新平臺，更是研究者首選的好工具！

圖1 原代食蟹猴PTEC

圖2 食蟹猴PTEC 72小時培養

同時，IPHASE在長時間原代肝細胞獲取的經驗下，亦先后成功研發、分離了腎小球上皮細胞（Kidney Glomerular Epithelial Cells，GEC）、結腸上皮細胞（Colonic Epithelial Cells,CEC）、支氣管上皮細胞（Bronchial Epithelial Cells，BEC）、肺泡上皮細胞（Alveolar Epithelial Cells，AEC）、肝星狀細胞（Hepatic Stellate Cells，HSC）和肝庫普弗細胞（Kupffer cells）等，其活率和形態均可滿足客戶需求，具體信息如下：

IPHASE生產產品均具有以下優勢：
合規性 生產產品的組織均由正規渠道獲得，來源清晰。
安全性 生產組織均經過病原檢測，保證產品質量安全。
高質量 生產產品均經過嚴格的內部質控，且同批次數量多，批次間差異性小。
可定制 可根據客戶特殊需求，提供特殊種屬肝組織細胞的定制服務。

參考文獻
[1] Kozyraki R , Fyfe J , Verroust P J ,et al.Megalin-dependent cubilin-mediated endocytosis is a major pathway for the apical uptake of transferrin in polarized epithelia[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2001, 98(22):12491-12496.DOI:10.1073/pnas.211291398.