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科学篇之十三(第3节): 新生儿Fc受体(FcRn)

(2025-01-21 15:59:00) 下一个

新生儿Fc受体(FcRn)是IgG和白蛋白代谢的重要调节因子,它通过保护IgG抗体免于被降解,从而延长其在体内的半衰期(T1/2?)。

1. 结构:FcRn是由重链和β2-微球蛋白组成的异二聚体,属于MHC I类家族。FcRn的结合位点位于IgG抗体的Fc段(恒定区),结合特性依赖于pH。FcRn在酸性环境(pH约6.0)中高亲和力结合IgG,但在中性或碱性环境(pH约7.4)中亲和力降低。这种特性是其功能的核心。

2. FcRn通过以下步骤保护IgG免于降解并延长其半衰期:

(1) IgG的内吞作用

循环中的IgG通过细胞表面的非特异性内吞作用进入细胞(如内皮细胞或巨噬细胞)。

内吞小泡内环境为酸性(pH约6.0),FcRn在此环境下与IgG的Fc段结合。

(2) 防止溶酶体降解

在溶酶体形成之前,FcRn结合IgG并保护其免于被蛋白酶降解。

未结合FcRn的IgG则进入溶酶体,被分解为氨基酸。

(3) IgG的胞吐与回收

FcRn携带结合的IgG通过胞吐作用将其释放回细胞外液。

在中性pH(血液和组织液的pH约为7.4)下,FcRn与IgG分离,IgG重新进入循环。

(4) 循环的持续回收

这种循环(内吞-保护-回收)可多次重复,有效延长IgG在体内的半衰期。

正常情况下,IgG的半衰期可长达21天,而其他大分子蛋白的半衰期通常为几小时至几天。

FcRn and its role as a therapeutic target

3. FcRn在抗体药物中的应用

(1) 抗体药物的半衰期延长:FcRn延长抗体半衰期的能力使其成为治疗性抗体设计中的关键因素。为优化药物效果,许多治疗性抗体(如抗肿瘤或抗炎症抗体)在Fc段进行了改造以增强与FcRn的结合亲和力(如pH 6.0下结合更强,pH 7.4下解离迅速)。

(2) Fc改造策略:通过基因工程在Fc段引入特定氨基酸突变(如M252Y/S254T/T256E突变),增强抗体与FcRn的结合。

双特异性抗体:结合FcRn优化和靶向功能的设计,延长半衰期的同时提高治疗效率。

4. FcRn与白蛋白的作用

除了IgG,FcRn还与血清白蛋白相互作用,延长其半衰期。白蛋白通过与FcRn结合避免被肾小球滤过和降解,从而维持其长达20天的半衰期。

5. FcRn在病理和治疗中的作用

(1) 病理机制:在某些自身免疫性疾病中(如重症肌无力、系统性红斑狼疮),FcRn保护病理性IgG,导致其在体内蓄积,加重病情。

(2) FcRn抑制剂的治疗策略:如Efgartigimod,通过竞争性抑制FcRn与IgG的结合,加速IgG(尤其是病理性IgG)的降解,从而缓解疾病(详见下节)。

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