【Gene of the Week】下一代免疫治疗热门靶点OX40

想获得国自然选题思路，提高国自然基金申请命中率？想调整研究方向，获得学术研究突破口？有机会发高分文章？你需要了解学科发展态势和未来走向！赛业生物专栏《Gene of the Week》每周会根据热点研究领域介绍一个基因，详细为您介绍基因基本信息、研究概况和应用背景等，助您保持学术研究敏锐度，提高科学研究效率，期待您的持续关注哦。今天我们要讲的主角是下一代免疫治疗靶点OX40。

免疫检查点是指免疫细胞拥有的一组具有调节和控制免疫应答持久性同时保持自我耐受的信号通路分子。免疫检查点可以是刺激性或抑制性的。免疫应答的功效由共刺激信号和共抑制信号之间的微妙平衡决定。抗原性的MHC/肽复合物与T细胞受体相互作用诱导的信号传导是T细胞活化的先决条件，但不足以单独启动T细胞反应。共刺激分子的进一步信号传导对于T细胞的最佳启动、扩增和分化至关重要。这些分子主要分为两大类：免疫球蛋白超家族（IgSF）和肿瘤坏死因子受体超家族（TNFRSF）。OX40是肿瘤坏死因子受体超家族成员4（TNFRSF4），是一类重要的T细胞共刺激分子，曾被人喻为继PD-1/L1之后的又一蓝海。

OX40（CD134）是一种1型跨膜糖蛋白，OX40L是OX40的配体，它们在活化的CD4，CD8 T细胞以及其他几种淋巴和非淋巴细胞上表达，调节T细胞，抗原呈递细胞和自然杀伤（NK）细胞产生的细胞因子，并调节细胞因子受体的信号传导。

OX40可以诱导抗凋亡（Bcl-2、Bcl-xl和Bfl-1）和细胞周期（Survivin）蛋白的表达。OX40可抵消免疫细胞（包括CD4⁺和CD8⁺T淋巴细胞、NK细胞和B淋巴细胞）的抑制，同时直接刺激效应T细胞。

图1. OX40的作用机制

对于抗CTLA-4治疗，有证据表明通过表达Fcγ受体的巨噬细胞选择性清除TME中的Treg细胞，这表明OX40定向抗体也可以消耗TME中的OX40⁺ Treg，而不会减少表达该受体的效应T细胞。Zhang等人表明，OX40共刺激导致FOXP3基因表达的抑制，这对Treg分化至关重要，这是通过两个独立的机制：增强激活蛋白1转录因子BATF、BATF3的表达以及激活AKT-雷帕霉素的哺乳动物靶标（mTOR）途径。在临床前模型中，有证据表明，抗OX40单克隆抗体（mAb）处理后，肿瘤浸润的Treg细胞可降低IL-10的产生，从而使树突状细胞（DC）成熟，这可能是由于下调了转录因子干扰素调节因子1 mRNA的表达。因此，它产生了一种允许的免疫状态，并导致髓样细胞的积累以及先天性和适应性免疫的发展，这是抗OX40的抗肿瘤作用的重要步骤。

考虑到使用共刺激受体作为靶向治疗以增强针对肿瘤的免疫反应的生物学原理，并且基于体外结果，已经开发了许多刺激OX40信号传导的药物：OX40特异性激动剂抗体、OX40L-Fc融合蛋白、用OX40L mRNA转染DC以及工程改造为在表面表达OX40L的肿瘤细胞。

表1. 靶向OX40的药物

在几种临床前癌症模型中已显示出针对OX40的免疫细胞调节和抗肿瘤活性，抗OX40和抗CTLA-4的联合治疗导致CD4⁺和CD8⁺T细胞的增殖和活性显着增加，与抗OX40单药治疗相比，转化为更好的结果。虽然OX40靶向治疗在荷瘤小鼠身上显示了令人印象深刻的结果，但初步的临床数据表明，其作为单一疗法在人类中的疗效并不高。OX40共刺激与针对抑制性受体如抗PD-1和抗PD-L1的免疫疗法结合使用是一种很有前途的策略。期待联合疗法能够早日在临床研究中得到验证，为更多患者带来创新疗法。

参考文献：

1. Silva C A C, Facchinetti F, Routy B, et al. New pathways in immune stimulation: targeting OX40[J]. ESMO Open, 2020, 5(1).

2. Webb G J, Hirschfield G M, Lane P J L. OX40, OX40L and Autoimmunity: a Comprehensive Review[J]. Clinical Reviews in Allergy & Immunology, 2016, 50(3):312-332.

赛业生物OX40人源化小鼠，助力肿瘤研究

品系背景：C57BL/6N

品系构建策略：

在小鼠OX40基因位点敲入人源OX40构建而成，该人源化模型表达了一个全人源化的OX40蛋白，包括人源胞外、跨膜和胞内结构域。

品系说明：

■ hOX40在小鼠体内表达具有正常的生理表达和调节模式。

■ 保留了靶点和配体的相互作用。

■ 小鼠的免疫系统功能健全。

■ 缺乏小鼠靶基因的表达，从而避免了交叉反应。

研究应用：

能在免疫系统功能健全的小鼠中进行靶向人免疫检查点OX40的免疫肿瘤药物的体内功效评估和分析。

模型验证：

图2. hOX40表达模式与mOX40在野生型小鼠的表达模式一致。在mIL-2的存在的前提下，用αCD3 /αCD28激活脾细胞、hOX40和 mOX4分别在hOX40小鼠和野生型小鼠的（A）Tregs亚群（viable，CD3⁺CD4⁺CD25⁺Foxp3⁺）、（B）CD4⁺ (viable，CD3⁺CD4⁺Foxp3⁺) 和（C）CD8⁺（CD3⁺CD8⁺）T细胞上分别表达。hOX40和mOX40在hOX40小鼠和野生型小鼠的（D）Treg、（E）传统CD4和（F）CD8 T细胞上的表达动力学。

图3. hOX40在体外对效应T细胞起作用。αCD3/αCD28激活从脾脏和淋巴结分离的T细胞（CD8⁺T细胞），hOX40L或IgG-Fc处理CD8⁺T细胞，可以看到hOX40L处理下，明显促进了人源化OX40小鼠的CD8⁺T细胞的增殖和IFNγ的分泌。（A）流式图；（B）代表性直方图；（C）ELISA检测培养上清液mIFN-γ的产生。

图4. αhOX40在hOX40小鼠体内具有抗肿瘤活性。用αhOX40（BMS-986178类似物）处理移植了MC38肿瘤的hOX40小鼠。肿瘤的增殖明显受到抑制。

小鼠肿瘤模型是研究肿瘤发生发展机制、药物筛选及疗效评价必不可少的工具，赛业生物模式动物创新药物研发平台可以为您提供多种类型肿瘤模型，如BALB/c nude（裸鼠）、NOD scid、C-NKG等免疫缺陷鼠、免疫检查点人源化小鼠、肿瘤细胞系移植模型、人源肿瘤组织异种移植模型（CDX）、基因修饰模型及表型分析服务，如有需要，欢迎联系我们~

关于赛业

赛业生物历经15年发展，已服务全球数万名科学家，产品和技术已直接应用于包括CNS（Cell，Nature, Science）三大期刊在内的4500余篇学术论文。除了提供基因敲除、基因敲入、条件性基因敲除模型定制服务外，赛业生物还有专业的手术疾病模型团队，可以提供多种复杂精细的小动物手术疾病模型；药物筛选评价小鼠平台可以提供从欧美行业领袖引进的免疫缺陷鼠、用于心血管及阿尔茨海默症等研究的人源化小鼠；国际标准化无菌鼠技术平台可以提供无菌鼠、无菌动物定制服务、微生物菌群移植服务等基于无菌动物模型的各类产品和服务，结合赛业生物成熟稳定的基因编辑小鼠平台，还可帮助您研究菌群与基因的互作机制。