普健生物（武汉）科技有限公司

2023年2月5日，张志刚课题组和仁济医院孙勇伟团队在顶尖杂志Nature Communications发表了研究论文：Coadaptation fostered by the SLIT2-ROBO1 axis facilitates liver metastasis of pancreatic ductal adenocarcinoma。文章阐明了ROBO1作为一个肿瘤细胞表面表达的依赖性受体，在没有SLIT2时，诱导表达自己的细胞凋亡。而在有SLIT2的微环境中，通过与SLIT2结合，为MEK3/6提供磷酸化p38MAKP的反应支架，能快速激活下游通路，促进肿瘤细胞进一步定植和生长。研究表明ROBO1的中和性抗体可以阻断SLIT2-ROBO1轴：在无法结合SLIT2的情况下，ROBO1不仅不能促进肿瘤细胞生长，更可以发挥依赖性受体的特性诱导肿瘤细胞凋亡。这项最新研究成果为胰腺癌肝转移的靶向治疗提供了新的思路。

 

01 SLIT2和ROBO1结构

 

SLIT2结构

狭缝引导配体2（SLIT2 ,Slit Guidance Ligand 2），是轴突导向（AG）因子配体家族的成员之一。由人类第4号染色体SLIT2基因编码，在染色体上的位置是4p15.31，Start 20,251,905 bp-End 20,620,561 bp。

 

SLIT2 （Slit Guidance Ligand 2）含有37个外显子，其蛋白LRR-1至LRR-4结构域的氨基酸残基范围分别为27-258、271-479、505-713和726-908。

                                               Fig 1.Human chromosome 4. G-banding ideogram in resolution 850 bphs.

Slit2（Slit Guidance Ligand 2）蛋白是一种大分子蛋白质，其分子量约为200kDa，由1525个氨基酸残基组成。它是Slit家族中的一员，属于肌动蛋白调节蛋白家族。其全长和裂解蛋白都分泌到细胞外，可以在轴突排斥以及其他特定过程中发挥作用。Slit2（Slit Guidance Ligand 2）蛋白的结构由一个N端信号肽、四个N-端的LRR结构域、一个中央结构域和一个C-端的结构域组成。

 

LRR结构域是Slit2（Slit Guidance Ligand 2）蛋白的典型特征，它是由20-29个氨基酸残基组成的重复序列单元，具有β-折叠结构和α-螺旋结构。这些结构域在Slit2（Slit Guidance Ligand 2）蛋白的结构中具有重要的功能，可以与多种受体结合，如Robo家族的膜蛋白受体，参与神经元的生长、迁移和定向。

 

中央结构域是Slit2（Slit Guidance Ligand 2）蛋白的另一个重要结构域，它由两个成对出现的EPD（Epidermal growth factor-like repeats）结构域和一个GAIN结构域组成。EPD结构域是由6个固定的半胱氨酸桥连接的β-折叠结构，具有多种生物活性，如促进细胞迁移和生长。GAIN结构域则可以与多种蛋白质相互作用，包括肌动蛋白、ROBO4等。

Fig 2.Showing SILT2 features for domain(gray-blue), repeat(purple).

ROBO1结构

ROBO1基因编码Robo1（Roundabout Guidance Receptor 1）蛋白，该基因位于人类染色体3p12.3，Start 78,597,239 bp-End 79,767,998 bp，全长约202.3 kb，由34个外显子和33个内含子组成。ROBO1基因是一个高度保守的基因，在多种物种中都具有相似的结构和功能。ROBO1基因的突变或缺失已被证明与许多人类疾病相关，包括神经系统发育障碍、癌症和心血管疾病等。

含有37个外显子，其蛋白LRR-1至LRR-4结构域的氨基酸残基范围分别为27-258、271-479、505-713和726-908。

Fig 3.Human chromosome 3. G-banding ideogram in resolution 850 bphs.

Robo1（Roundabout Guidance Receptor 1）蛋白分子量大约为180kDa，由多个结构域组成。在其蛋白质序列中，包含有五个典型的Ig结构域和三个Fibronectin III结构域，以及一个跨膜结构域和一个胞内结构域。

Ig结构域是由两个反平行的β折叠片组成的，中间由一个长的回旋连接，具有许多重要的生物学功能，包括细胞间的黏附和信号转导。Robo1蛋白的前四个Ig结构域呈现出非常类似的三维结构，其中第五个Ig结构域则相对较小。对人的Slit2 LRR-2和Robo1 Ig1的共晶体分析表明，Robo1的Ig1结构域与Slit2 的LRR-2结构域凹面结合。

 

Fibronectin III结构域是另一种常见的蛋白质结构域，通常用于黏附和信号转导。Robo1蛋白中的三个Fibronectin III结构域呈现出不同的结构和序列，每个结构域包含大约100个氨基酸残基。

 

Robo1蛋白的跨膜结构域位于细胞膜内部，由一个疏水性的α螺旋组成，长度大约为30个氨基酸残基。Robo1的胞内结构域包含一个非常短的C-末端，其中包含有一个酪氨酸残基，在信号转导中起到重要的作用。

Fig 4.Showing robo1 features for region(chocolate), compositional bias(black), domain(purple).

Fig 5.The domain composition of Robo1 and Slit2. The Robo1 Ig and Fn domains are colored green and blue, respectively. The Slit2 LRR, EGF, Lamin, and CTCK domains are colored orange, yellow, red, and brown, respectively. The cleave site of Slit2 is indicated by a dashed line.

02 SLIT2和ROBO1功能

 

SLIT2

Slit2蛋白的结构包括了多个重要的结构域，这些结构域在神经元发育等方面具有重要的作用。作为一种神经引导分子，Slit2蛋白可以通过与受体蛋白Robo结合，调控神经元的生长、迁移和定向。具体来说，Slit2蛋白能够抑制轴突生长，促进轴突分叉和转向，并且通过调节轴突的分支和排列方式，对神经元的定向和组织形态的形成产生影响。此外，Slit2蛋白还能够促进神经元的迁移和轴突的回缩，从而对神经元的定位和连接起到调节作用。

 

因此，在神经系统疾病治疗中，Slit2蛋白具有很大的潜力。例如，在神经元损伤和神经退行性疾病中，Slit2蛋白可以促进神经元的再生和修复，从而有望成为治疗这些疾病的新策略；在神经系统肿瘤治疗中，Slit2蛋白可以通过抑制肿瘤细胞的生长和迁移，起到治疗作用。

 

除了神经系统，Slit2蛋白在其他方面也具有重要的生物学功能。例如，在心血管系统中，Slit2蛋白可以调节血管内皮细胞的增殖和迁移，从而影响血管发育和重构；在免疫系统中，Slit2蛋白可以调节T细胞的迁移和极化，影响免疫细胞的活化和功能等等。此外，Slit2蛋白还可以调节神经元和免疫系统的相互作用，对神经免疫性疾病的治疗也具有潜在的应用价值。

 

可以说Slit2蛋白在多个生物学领域中发挥着重要的作用，包括神经系统、心血管系统、免疫系统等等。对Slit2蛋白的研究不仅有助于我们更好地理解神经系统发育和功能，还可以为相关疾病的治疗提供新的思路和方法。

ROBO1

ROBO1蛋白属于免疫球蛋白基因超家族，既是轴突导向受体，也是细胞黏附受体，参与双侧对称神经系统中特殊的中线结构的建立，形成两个镜像对称的半区。一些轴突会对着中线方向生长，并响应来自中线释放的长程趋化因子穿过中线，对发育中的脑胶质瘤细胞的诱导产生排斥作用。Robo1蛋白的主要功能是作为Slit2信号通路的受体，接受Slit2蛋白的信号，并将其转导到细胞内部。

 

Robo1与Slit2的结合能够激活下游信号通路，调控细胞的生长、分化和迁移，促进血管生成等生物学过程。

 

在血管生成中，SLIT2与ROBO1的相互作用诱导Rho GTP酶活化蛋白(srGAPs)招募到其CC3结构域，增加了CDC42的内在GTP酶活性，导致活性CDC42水平降低，减少内皮细胞中的肌动蛋白聚合和丝状突起的形成。

 

ROBO1-ROBO4异二聚体的形成阻碍了srGAP的结合，从而激活CDC42，促进丝状突起形成，最终导致血管生成。

 

因此，Robo1的异常表达与多种疾病的发生和发展相关，如神经管缺陷、肿瘤、心血管疾病等。Robo1还在神经系统、心血管系统和免疫系统等多个生理过程中都发挥着重要作用，是许多疾病的潜在治疗靶点。

Fig 6.SLIT2 mediated proangiogenic or antiangiogenic activity is dependent on recruitment of srGAP

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Slit2蛋白与其受体Robo1之间的相互作用是抗体药物靶点研究的重点之一，通过针对这种相互作用的抗体研究，可以深入了解Slit2蛋白与Robo受体的结构、功能和相互作用机制，为开发针对这一相互作用的药物提供理论基础和实验依据。

 

03 SLIT2和ROBO1研究现状

 

目前已经有多种针对Slit2蛋白和Robo受体的抗体被研究和开发出来。例如，一些抗Robo1抗体已经被用于癌症治疗的前期研究，这些抗体可以阻断Robo1受体与Slit2蛋白的相互作用，从而抑制肿瘤细胞的生长和迁移。此外，还有一些抗Slit2抗体被用于神经系统疾病的研究中，这些抗体可以干扰Slit2蛋白与Robo受体的相互作用，促进神经元的再生和修复，从而有望成为治疗神经系统疾病的新策略。

 

除了抗体研究，还有一些其他的针对Slit2蛋白和Robo受体相互作用的研究。例如，一些研究者通过构建重组蛋白来模拟Slit2蛋白和Robo受体的相互作用，从而深入了解它们之间的结构和功能。此外，还有一些研究者通过计算机模拟等方法预测和优化抗体的结构和性能，以提高抗体的亲和力和特异性，为开发更为有效的治疗方法提供支持。

 

针对Slit2-Robo1信号通路的药物研发尚处于早期阶段，但是已经有一些公司正在进行相关的研究和开发工作：

 

Innovent Biologics是一家中国的生物制药公司，致力于研发和商业化肿瘤和自身免疫性疾病治疗方面的生物制品。该公司正在开发一种针对Slit2-Robo1信号通路的抗体药物，用于治疗肿瘤和其他疾病。

 

德国制药公司Merck KGaA子公司EMD Serono致力于研究和开发生物技术药品。该公司正在研发一种针对Slit2-Robo1信号通路的抗体药物，用于治疗癌症和其他疾病。

 

美国生物制药公司Denali Therapeutics致力于研究和开发治疗神经系统疾病的生物技术药品。该公司正在开发一种小分子药物，可通过抑制Slit2-Robo1信号通路来治疗阿尔茨海默病和帕金森病等神经系统疾病。