肾近端小管功能的核心执行者——Megalin蛋白

关键词：Megalin；低密度脂蛋白受体相关蛋白2，LRP-2；肾近端小管上皮细胞；肾近端小管；原代肾细胞；药物靶点；Proximal Tubular Epithelial Cells，PTECs；Proximal Tubule；Primary kidney cells；Drug Target；siRNA

肾脏（Kidney）是机体的重要器官，其功能涵盖清除体内代谢产物、某些废物、毒物，以及重吸收保留水分及其它有用物质，促进新陈代谢等。原代肾细胞（Primary Kidney Cells）是直接分离自动物肾脏组织的细胞，保留了天然的组织特性，是肾脏疾病机制和药物开发等研究中不可替代的体外模型。其中，肾近端小管（Proximal Tubule）是肾单位中非常重要的一段，是重吸收和分泌功能最为活跃的部位。而肾近端小管上皮细胞（Proximal Tubular Epithelial Cells，PTECs）是构成肾脏近端小管（Proximal Tubule）的主要细胞类型，具有独特的结构和多重生理功能，在肾脏重吸收和分泌过程中起核心作用，是肾脏疾病机制和药物开发等研究中不可替代的体外“黄金模型"。得益于GalNAc介导的肝靶向siRNA递送系统的成功应用，肾脏siRNA的探索已逐步拉开序幕。其中，作为多特异性受体的Megalin蛋白走入研究者视线，并成为了一个创新的药物靶向（Drug Target）siRNA治疗思路。

肾脏示意图：来源网络

01    Megalin蛋白

Megalin 广泛存在于机体， 主要表达在甲状腺、甲状旁腺、2 型肺泡细胞、 胆囊、 肾近端小管（Proximal Tubule），肾小球足细胞、内耳室管膜和迷路细胞、眼部睫状体、乳房上皮细胞、子宫内膜、输卵管、附睾等。

在肾脏中，肾近端小管是重吸收-肾小球滤液中有价值物质的主要场所。Megalin是执行这一功能的“分子守门员"。Megalin，又称低密度脂蛋白受体相关蛋白2（LRP-2），是肾近端小管上皮细胞（Proximal Tubular Epithelial Cells，PTECs）顶膜上表达的一种巨型内吞受体。它在肾脏对滤过蛋白的重吸收和营养物质保存中扮演着不可-或缺的角色，这些物质对维持身体的正常功能至关重要，尤其是骨骼健康、免疫调节和体内毒素的清除。

【受体介导的内吞作用】

Megalin与另一个受体Cubilin形成复合物，共同识别并结合原尿中的大量配体。一旦结合，细胞膜内陷形成内吞体，将复合物摄入胞内。随后，配体被释放以供利用或转运回血液，而Megalin再循环至顶膜继续工作。

【重吸收的关键配体】

Megalin是一种多特异性受体，其重吸收的营养物质囊括多类。

蛋白类：白蛋白（防止蛋白尿）、维生素结合蛋白（如维生素D结合蛋白DBP、维生素A结合蛋白RBP）、激素（如胰岛素、甲状旁腺激素PTH）、载体蛋白（如转铁蛋白）。

酶类：溶菌酶、脂蛋白脂肪酶。

药物与毒素：氨基糖苷类抗生素（庆大霉素）、化疗药物顺铂、造影剂等。

【维持体内稳态】

通过回收维生素D-DBP复合物，Megalin间接参与了钙磷代谢和骨稳态的调节。其功能缺陷会导致维生素D缺乏和肾性骨营养不良。

因此，当肾脏出现疾病、Megalin蛋白过度活跃表达时，会造成严重的肾脏损伤。

【蛋白尿】

Megalin功能受损或缺失是肾小管性蛋白尿的主要原因。当Megalin无法有效重吸收滤过的白蛋白和其他小分子蛋白时，它们会随尿液排出，这是慢性肾脏病（CKD）进展的关键标志和推动因素。

【药物性肾毒性】

庆大霉素和顺铂等药物通过Megalin被大量摄入PTECs细胞内并积累，导致线粒体功能障碍、氧化应激和细胞凋亡，最终引发急性肾损伤（AKI）。Megalin是这些药物肾毒性的“门户"。

【参与肾脏病的发生】

Megalin的过度表达可能通过促进炎症反应、加速肾脏纤维化，最终加重肾脏损伤。

图片来源：参考文献【1】

02    靶向Megalin的siRNA药物

综上所述，Megalin在肾脏健康与疾病中形成了“双-刃剑"的关系。因此，调控其表达成为了一个创新的治疗思路。其中，siRNA技术提供了高度特异性的实现手段。

siRNA是一种短双链RNA分子，通过RNA干扰（RNAi）机制，能序列特异性地降解靶信使RNA（mRNA），从而在翻译水平上沉默特定基因的表达。得益于GalNAc介导的肝靶向siRNA递送系统的成功应用，而肾脏又是一个难以获得遗传药物的器官，因此，作为多特异性受体的Megalin蛋成为了一个创新的肾脏类药物靶向（Drug Target）siRNA治疗方向！且其应用一般聚焦于减轻药物性肾毒性或治疗某些遗传性疾病。

【减轻药物性肾毒性】

策略：在施用肾毒性药物（如顺铂）之前或同时，使用靶向LRP2基因（编码Megalin的基因）的siRNA进行治疗。

原理：暂时性地下调PTECs中Megalin的表达，减少药物通过该受体进入细胞的量，从而保护肾脏免受损伤，而不影响药物的抗癌疗效（因其通过其他机制进入癌细胞）。

优势：与传统保护剂相比，siRNA更具特异性，副作用可能更小。临床前研究表明，此策略能显著改善顺铂或庆大霉素诱导的小鼠肾损伤模型的组织学和功能指标。

【治疗某些遗传性疾病】

策略：针对由于Megalin功能过强或错误表达所驱动的罕见肾脏疾病，沉默Megalin可能成为一种治疗选择。

原理：虽然罕见，但理论上某些获得性功能或表达异常可能通过降低其表达来缓解。

正因为肾脏靶向药物的实用性，在2024年10月，马萨诸塞州剑桥，率-先将寡核苷酸药物递送到肾脏的生物技术公司Judo Bio宣布成立并获得1亿美元的初始融资！该公司已经完成了临床前研究，成功证明了受体介导的寡核苷酸通过专有的配体siRNA偶联物递送到肾脏，从而沉默了多个靶基因。Judo Bio最初的管线项目是megalin STRIKER，它使用megalin受体家族选择性地将siRNA疗法递送到肾脏的近端小管上皮细胞。这些巨蛋白STRIKER旨在沉默mRNA，导致特定溶质载体蛋白（SLC）的减少。SLC有助于维持循环物质的稳态，包括氨基酸、电解质、葡萄糖和其他代谢物。靶向SLCs是治疗各种全身性疾病的既定方法。靶向SLC蛋白使Judo Bio能够将siRNA药物专门针对肾脏，用于治疗全身性疾病，可能包括先天性代谢缺陷、痛风、高血压、2型糖尿病、慢心力衰竭、肾结石和其它内分泌疾病。

图片来源：Judo Bio

03    IPHASE 产品

IPHASE作为体外研究生物试剂引-领者，紧跟药物发展创新前沿，继肝脏GalNac研究热点后，又研发、生产了多种属、多规格的肾近端小管上皮细胞（Proximal Tubular Epithelial Cells，PTECs），且其活率可达80%以上，为Megalin靶点研究提供新平台，更是研究者首-选的好工具！

图1  原代食蟹猴PTEC

图2 食蟹猴PTEC 72小时培养

同时，IPHASE在长时间原代肝细胞获取的经验下，亦先后成功研发、分离了肾小球上皮细胞（Kidney Glomerular Epithelial Cells，GEC）、结肠上皮细胞（Colonic Epithelial Cells,CEC）、支气管上皮细胞（Bronchial Epithelial Cells，BEC）、肺泡上皮细胞（Alveolar Epithelial Cells，AEC）、肝星状细胞（Hepatic Stellate Cells，HSC）和肝库普弗细胞（Kupffer cells）等，其活率和形态均可满足客户需求，具体信息如下：

IPHASE生产产品均具有以下优势：

合规性 生产产品的组织均由正规渠道获得，来源清晰。

安全性 生产组织均经过病原检测，保证产品质量安全。

高质量 生产产品均经过严格的内部质控，且同批次数量多，批次间差异性小。

可定制 可根据客户特殊需求，提供特殊种属肝组织细胞的定制服务。

参考文献

[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.