文:黎元
絲氨酸蛋白酶抑制劑(serpins)參與調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)許多重要的生命過程。先前已有研究證明SerpinB9(Sb9)可以保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受顆粒酶B(GrB)誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,Sb9是GrB的生理抑制劑,GrB在被細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞遞送到靶細(xì)胞后能引發(fā)細(xì)胞凋亡,但是這種保護(hù)作用還需要在體內(nèi)研究中進(jìn)行綜合分析。
11月25日,在Cell上發(fā)表的一項(xiàng)最新研究中,來自美國哈佛醫(yī)學(xué)院、干細(xì)胞研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)SerpinB9具有將腫瘤消融、腫瘤微環(huán)境(TME)調(diào)控和免疫療法結(jié)合起來的潛力。研究人員篩選出了一種特異性Sb9小分子抑制劑,該分子能有效控制腫瘤生長(zhǎng),無脫靶作用,也無顯著的毒性作用。
來源:Cell
在本項(xiàng)研究中,研究人員在人類和小鼠的多種腫瘤(原發(fā)性黑色素瘤、乳腺腺癌和肺腺癌)中觀察到Sb9和GrB的表達(dá)。而且Sb9通過經(jīng)典的絲氨酸蛋白酶抑制劑機(jī)制抑制GrB,導(dǎo)致小鼠黑色素瘤細(xì)胞(B16)中產(chǎn)生SDS抗性的62 kDa Sb9-GrB復(fù)合物。
來源:Cell
研究人員使用CRISPR/Cas9系統(tǒng)破壞了SERPINB9基因后,發(fā)現(xiàn)敲除Sb9對(duì)B16細(xì)胞的增殖沒有影響,但導(dǎo)致GrB活性增加了2倍,GrB誘導(dǎo)的特異性凋亡增加了2.3倍,這表明Sb9參與保護(hù)腫瘤免受GrB誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。
來源:Cell
為了探究Sb9在體內(nèi)腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中的作用,研究人員將野生型(WT)和敲除Sb9的B16細(xì)胞注射到小鼠模型中。在植入后第27天,Sb9缺失的腫瘤比WT組的腫瘤約小4倍,而且荷瘤小鼠中,腫瘤Sb9缺失組的中位生存時(shí)間(MST)比WT組腫瘤小鼠的中位生存時(shí)間顯著更長(zhǎng)。
來源:Cell
然而,研究人員沒有觀察到WT和敲除Sb9的腫瘤細(xì)胞之間在Treg、TAM(M1和M2)和MDSC水平上的差異,這表明腫瘤Sb9的表達(dá)對(duì)TME中免疫抑制細(xì)胞群的比例影響很小。而腫瘤引流淋巴結(jié)(TDLN)中的黑色素瘤細(xì)胞水平下降,證明Sb9缺失腫瘤的轉(zhuǎn)移也減少了。
來源:Cell
以上是Sb9缺失腫瘤細(xì)胞的表現(xiàn),研究人員接下來研究了Sb9過表達(dá)對(duì)腫瘤的影響,在將過表達(dá)Sb9的B16-Sb9++通過皮下注射進(jìn)入小鼠體內(nèi)后,他們發(fā)現(xiàn),與WT組相比,B16-Sb9++腫瘤在植入后21天生長(zhǎng)明顯更快。
來源:Cell
接下來,研究人員敲除了小鼠的Sb9,發(fā)現(xiàn)與WT小鼠相比,Sb9缺失小鼠的腫瘤生長(zhǎng)更慢,中位生存時(shí)間顯著更長(zhǎng)。此外,當(dāng)腫瘤和宿主均缺失Sb9時(shí)(Sb9 KO/Sb9 KO),能最大程度地防止腫瘤發(fā)展,而且腫瘤微環(huán)境中的效應(yīng)CD8 T細(xì)胞與Treg、效應(yīng)記憶CD8 T細(xì)胞與Treg等細(xì)胞的比例顯著高于WT/WT組,Sb9 KO/Sb9 KO組的TAM和MDSC的水平也顯著低于WT/WT組。
來源:Cell
研究人員將這種觀察結(jié)果總結(jié)為Treg、TAM和MDSC中Sb9的缺失使其暴露于TME中GrB介導(dǎo)的殺傷,最終導(dǎo)致抗腫瘤免疫應(yīng)答的恢復(fù)和腫瘤進(jìn)展的抑制。
3034是研究人員篩選出來的一種能與Sb9直接結(jié)合的具有優(yōu)良性能的小分子化合物,能以劑量依賴的方式降低B16細(xì)胞Sb9-GrB復(fù)合物的表達(dá)。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中,與對(duì)照組相比,3034的注射后,小鼠腫瘤免疫力顯著提高,植入腹側(cè)的B16腫瘤的顯著減小,而且免疫抑制Treg、TAM和MDSC的水平顯著降低。
來源:Cell
為了評(píng)估3034的抗腫瘤作用是否可以推廣到人類患者中,研究人員還測(cè)試了3034在人源化黑色素瘤小鼠模型中的功效。結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,3034顯著縮小了腫瘤大小。而且3034能在B16細(xì)胞中誘導(dǎo)GrB介導(dǎo)的凋亡,3034處理的B16細(xì)胞中GrB的活性增加,而且3034無脫靶作用,也無顯著毒性作用。
來源:Cell
總的來說,這項(xiàng)研究突出了Sb9在抑制腫瘤轉(zhuǎn)移中的重要性,抑制Sb9可能是一種比免疫檢查點(diǎn)抑制的更有效、更安全的療法。不過,未來需要開展更多的研究來表征和優(yōu)化Sb9抑制劑在體內(nèi)結(jié)合的親和力和功效。
參考資料:
Liwei Jiang, et al. Direct Tumor Killing and Immunotherapy through Anti-SerpinB9 Therapy. Cell (2020)
來源:醫(yī)藥魔方Pro
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