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【Gene of the Week】免疫治疗热门靶点CD28

免疫治疗热门靶点CD28

 

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》每周二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免疫检查点的后起之秀——CD28。

 

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。

 

初始T细胞中主要的共刺激受体是CD28,它是组成型表达的,是增强MHC-TCR的主激活信号的主要辅助信号。CD28和CTLA-4具有高度的同源性,具有相同的配体CD80和CD86(也叫B7-1和B7-2),CD28负责传递激活信号,活化T细胞,而CTLA-4负责传递抑制信号给T细胞,让T细胞不会杀伤其它细胞,包括肿瘤细胞。CTLA-4与配体的亲和力要高于CD28,因此会竞争阻断CD28的T细胞激活作用。在T细胞辅助激活的过程中,CD86优先表达,在与CD28结合上,CD86表现出优于CD80的结合能力,有利于T细胞激活。实际上,可以将T细胞活化与驾驶汽车类比。打开点火开关(通过TCR-CD3或信号1发出信号)很重要,但要使汽车行驶,必须踩下加速器(共刺激受体信号或信号2)。汽车开始行驶后,可能需要踩刹车(共抑制信号接收器)以降低速度或停止行驶。开车和T细胞激活之间的这种类比通常称为T细胞激活的点火-加速-刹车模型(图1)。

图1. CD28和CTLA-4调节初始T细胞的活化

图1. CD28和CTLA-4调节初始T细胞的活化。初始T细胞的起始活化由同源TCR与肽-MHC复合物的结合产生(信号1,“点火”)。T细胞的稳定活化除了信号1以外,还需要CD28及其配体CD80/CD86的结合(信号1→2,“加速”)。T细胞活化后,与CD80/CD86具有更高的亲和力的CTLA-4受体被诱导产生在T细胞表面,并抑制其激活(“刹车”)。这个模型通常被称为T细胞活化的点火、加速和刹车模型。

 

CD28是免疫球蛋白超家族成员之一 ,为T细胞特异性由二硫键连接的同源二聚体表面糖蛋白,在啮齿动物的几乎所有T细胞、大多数人CD4T细胞以及一半的外周血CD8T细胞都有表达。对迟发型超敏反应以及Tc介导的细胞毒作用都有免疫调节作用。CD28及其配体之间的相互作用促进了高水平的IL-2和存活因子的产生,导致T细胞应答的启动。CD28通过互补决定区(CDR)3中存在的MYPPPY基序(图2)与其同源配体CD80和CD86相互作用。CD28在其配体结合位点附近具有独特的G链口袋。这个口袋可用于研究针对器官移植排斥和自身免疫性疾病的潜在治疗化合物。

图2. 多序列比对描述了关键基序,这些基序对T细胞活化的共刺激受体的功能很重要

图2. 多序列比对描述了关键基序,这些基序对T细胞活化的共刺激受体的功能很重要。

 

尽管单抗和双抗已显示出一定的临床疗效,但许多肿瘤治疗方面的问题仍然无法解决,比如:双抗不足以充分激活T细胞的活性,T细胞杀瘤效果不明显;病人体内的T细胞本身活力不够,双抗的优势不能完全展现出来。针对这些问题,科学家们尝试利用各种方法来解决,其中一种就是试图在双抗上再额外增加一个臂,这个臂是针对T细胞共刺激CD28信号的,这样有可能会增强T细胞的杀瘤效果。

 

针对CD28靶点,早年设计的药物由于激活后导致了严重因子风暴副作用,该靶点的研究降至冰点。2020年5月,赛诺菲已经启动了SAR442257的临床研究,SAR442257为CD38/CD28/CD3三特异性抗体。CD3抗体募集T细胞,CD28低亲和力抗体(毒性低)提供T细胞激活的第二重共刺激信号,增强T细胞的激活能力。未来,三特异性抗体有望为抗癌免疫治疗提供一条新出路。

 

参考文献:

1. Nandi D, Pathak S, Verma T, et al. T cell costimulation, checkpoint inhibitors and anti-tumor therapy[J]. Journal of Biosciences, 2020, 45(1).

2. Lan Wu et al. Trispecific antibodies enhance the therapeutic efficacy of tumor-directed T cells through Tcell receptor co-stimulation. Nature Cancer (2019).

 

赛业生物CD28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CD28位点敲入人源CD28基因的胞外区序列,保留鼠源CD28基因的胞内区和跨膜区,构建嵌合型的CD28人源化小鼠模型。

 

品系说明:

■ CD28在小鼠体内表达具有正常的生理表达和调节模式。

■ 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CD28的免疫肿瘤药物的体内功效评估和分析。

 

模型验证:

图3. hCD28表达模式与mCD28在野生型小鼠中的表达模式一致

图3. hCD28表达模式与mCD28在野生型小鼠中的表达模式一致。hCD28和mCD28分别在新鲜分离的脾细胞(A)CD8+(viable, CD3+CD8+)T细胞、(B)传统CD4+(viable, CD3+CD4+Foxp3-)T细胞和(C)Tregs(viable, CD3+CD4+CD25+Foxp3+)的表达。

 

图4. hCD28是具有功能的:α-human CD28共刺激诱导T细胞活化和增殖

图4. hCD28是具有功能的:α-human CD28共刺激诱导T细胞活化和增殖。用CTV标记被分离的T细胞,并用αCD3和可溶性小鼠或人αCD28激活4天。FACS条形图表示(A)CD25的表达作为激活的标志和(B)CTV的稀释度指征T细胞的分化。

 

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