2022年4月29日，病原生物學研究所江峰和金奇課題組在Science Advances發表了題為“N-terminal signal peptides facilitate the engineering of PVC complex as a potent protein delivery system”的研究論文，該文鑒定了一類N端信號肽的功能，借助該類信號肽能將多種原核或真核來源的蛋白質導入Photorhabdus virulence cassette（PVC）復合物中并精確轉運至真核細胞內，并成功在實驗動物的腫瘤靶向治療中得到應用。
細菌分泌系統能夠特異性地將多種生物大分子轉運至細胞內發揮作用，這使得它可以作為生物醫學領域中藥物遞送系統的一種理想候選。一類可收縮注射系統廣泛分布于細菌和古細菌中，許多結構如六型分泌系統T6SS及PVC等均屬于此類裝置。它們非常適合于改造成藥物遞送的載體。在前期工作中，本研究團隊與合作單位首次報導了一個完整PVC復合物的冷凍電鏡結構和組裝模式（Cell, 2019），隨后又鑒定了多個PVC毒力因子的起效機制以及裝配原理（Sci. China Life. Sci., 2021，Front. Microbiol. 2020），在相關研究領域積累了豐富的經驗。
該項工作通過對PVC毒力因子的序列分析發現，一段特異性信號肽編碼在其N端，且在毒力因子裝配入PVC復合物中發揮了關鍵的作用。隨后通過人工設計的方法，成功將包括結核分枝桿菌七型分泌系統T7SS毒力因子在內的多個原核及真核來源蛋白裝載入PVC復合物內筒中，并遞送至真核細胞中發揮其生理功能。研究工作還發現，pvc基因簇中的一個ATPase家族蛋白Pvc15能識別上述N端信號肽并協助裝載蛋白的轉運。最后通過裝載一類細胞致死因子，該PVC裝置被成功應用于荷瘤小鼠的精準治療實驗，顯著抑制了小鼠體內腫瘤細胞的生長。該研究不僅鑒定了一類N端信號肽的作用機理，揭示了它們在PVC復合物蛋白裝載過程中的關鍵功能，還成功將此裝置應用于精準腫瘤靶向治療的研究。這些工作為后續深入改造PVC相關結構為高效的藥物遞送系統奠定了堅實的基礎。
圖. PVC復合物N端信號肽的功能鑒定及應用
該工作得到了中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程（2021-I2M-1-037），中央高校基本科研業務費-教育部創新團隊建設項目（3332021092），國家自然科學基金，北京自然科學基金等項目的支持。江峰助理教授和金奇教授為論文的共同通訊作者，江峰、申嘉瑋及北京大學生命科學學院程稼萱為共同第一作者。
原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm2343
