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迄今为止,已有200多种蛋白药物被批准用于临床治疗,但大多数蛋白和多肽药物在体内的半衰期仅有数分钟至数小时,其在体内的快速降解给蛋白药物的临床应用带来了极大的不便,寻找延长蛋白药物半衰期的方法是很多药物研发科学家的重要研究方向。目前,延长蛋白药物半衰期的策略主要有增加分子大小和利用FcRn的循环机制等,而应用FcRn对IgG和SA的循环机制延长目的分子在体内的半衰期是目前应用最广泛、最成功的方法之一。FcRn通过与IgG和SA的pH依赖性结合,即在酸性pH条件下结合,在中性pH条件下解离来保护IgG和SA免遭快速降解,应用这一原理开发的长效蛋白药物如Fc融合蛋白、SA融合蛋白等已被广泛应用于临床,但它们的半衰期虽然有所延长,但与天然的IgG和SA相比仍然太短,因此,开发高亲和力、有pH依赖性的FcRn结合配体,一直是长效药物研发的重要课题之一。本研究分别应用单链抗体噬菌体文库技术进行了抗FcRn抗体的开发,通过优化筛选方案,我们筛选到十几个不同的抗体基因序列,将这些抗体基因重组表达后,通过hFcRn蛋白ELISA和表达hFcRn细胞的流式细胞技术鉴定,我们从中鉴定出两株特异性识别hFcRn的单链抗体,我们分别命名为FnAb-8和FnAb-12。它们对hFcRn的高度pH依赖性在蛋白水平和细胞水平的测试中得到了验证。应用表面等离子共振技术(SPR),我们对两株抗体的亲和力进行了测定,两者的亲和力分别为5.62±1.69nM(n=3)和31.6±21.6nM(n=3),比hIgG和SA与FcRn的亲和力高出数十倍到数百倍。对两株抗体的种属交叉实验结果表明,FnAb-8与猴FcRn的结合与人FcRn基本相同,但它与小鼠FcRn的结合比较弱,而FnAb-12与猴FcRn的结合比人FcRn稍弱,而与小鼠FcRn基本不结合。体内药代动力学研究结果证实FnAb-8与FcRn的高亲和力在体内确实可以转化成半衰期的延长,其在食蟹猴体内的平均滞留时间长达约240小时。应用该单链抗体与GLP-1表达融合蛋白,结果表明,表达的重组融合蛋白在保留单链抗体与hFcRn结合的pH依赖性的同时,也保留了GLP-1的生物学功能和活性。而且DIO小鼠降血糖实验结果表明,融合蛋白可以显著降低小鼠的血糖水平,而且与艾塞那肽和无关单链抗体融合蛋白相比,该融合蛋白能够显著的延长GLP-1的降血糖效果。综上结果表明,我们开发的两株单链抗体可以与蛋白和多肽药物通过基因重组技术或化学偶联,具有开发长效蛋白药物的巨大潜力。