
Cell:癌癥免疫治療新靶點——SerpinB9
發布時間:
2020-12-11 09:00
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絲氨酸蛋白酶抑制劑(serpins)參與調節機體內許多重要的生命過程。先前已有研究證明SerpinB9(Sb9)可以保護腫瘤細胞免受顆粒酶B(GrB)誘導的細胞凋亡,Sb9是GrB的生理抑制劑,GrB在被細胞毒性淋巴細胞遞送到靶細胞后能引發細胞凋亡,但是這種保護作用還需要在體內研究中進行綜合分析。
11月25日,在Cell上發表的一項最新研究中,來自美國哈佛醫學院、干細胞研究所等機構的研究人員發現SerpinB9具有將腫瘤消融、腫瘤微環境(TME)調控和免疫療法結合起來的潛力。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,無脫靶作用,也無顯著的毒性作用。
在本項研究中,研究人員在人類和小鼠的多種腫瘤(原發性黑色素瘤、乳腺腺癌和肺腺癌)中觀察到Sb9和GrB的表達。而且Sb9通過經典的絲氨酸蛋白酶抑制劑機制抑制GrB,導致小鼠黑色素瘤細胞(B16)中產生SDS抗性的62 kDa Sb9-GrB復合物。 來源:Cell 研究人員使用CRISPR/Cas9系統破壞了SERPINB9基因后,發現敲除Sb9對B16細胞的增殖沒有影響,但導致GrB活性增加了2倍,GrB誘導的特異性凋亡增加了2.3倍,這表明Sb9參與保護腫瘤免受GrB誘導的細胞凋亡。
為了探究Sb9在體內腫瘤進展和轉移中的作用,研究人員將野生型(WT)和敲除Sb9的B16細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間(MST)比WT組腫瘤小鼠的中位生存時間顯著更長。
然而,研究人員沒有觀察到WT和敲除Sb9的腫瘤細胞之間在Treg、TAM(M1和M2)和MDSC水平上的差異,這表明腫瘤Sb9的表達對TME中免疫抑制細胞群的比例影響很小。而腫瘤引流淋巴結(TDLN)中的黑色素瘤細胞水平下降,證明Sb9缺失腫瘤的轉移也減少了。 來源:Cell 以上是Sb9缺失腫瘤細胞的表現,研究人員接下來研究了Sb9過表達對腫瘤的影響,在將過表達Sb9的B16-Sb9通過皮下注射進入小鼠體內后,他們發現,與WT組相比,B16-Sb9腫瘤在植入后21天生長明顯更快。
接下來,研究人員敲除了小鼠的Sb9,發現與WT小鼠相比,Sb9缺失小鼠的腫瘤生長更慢,中位生存時間顯著更長。此外,當腫瘤和宿主均缺失Sb9時(Sb9 KO/Sb9 KO),能最大程度地防止腫瘤發展,而且腫瘤微環境中的效應CD8 T細胞與Treg、效應記憶CD8 T細胞與Treg等細胞的比例顯著高于WT/WT組,Sb9 KO/Sb9 KO組的TAM和MDSC的水平也顯著低于WT/WT組。
研究人員將這種觀察結果總結為Treg、TAM和MDSC中Sb9的缺失使其暴露于TME中GrB介導的殺傷,最終導致抗腫瘤免疫應答的恢復和腫瘤進展的抑制。
3034是研究人員篩選出來的一種能與Sb9直接結合的具有優良性能的小分子化合物,能以劑量依賴的方式降低B16細胞Sb9-GrB復合物的表達。在體內實驗中,與對照組相比,3034的注射后,小鼠腫瘤免疫力顯著提高,植入腹側的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。
為了評估3034的抗腫瘤作用是否可以推廣到人類患者中,研究人員還測試了3034在人源化黑色素瘤小鼠模型中的功效。結果顯示,與對照組相比,3034顯著縮小了腫瘤大小。而且3034能在B16細胞中誘導GrB介導的凋亡,3034處理的B16細胞中GrB的活性增加,而且3034無脫靶作用,也無顯著毒性作用。
總的來說,這項研究突出了Sb9在抑制腫瘤轉移中的重要性,抑制Sb9可能是一種比免疫檢查點抑制的更有效、更安全的療法。不過,未來需要開展更多的研究來表征和優化Sb9抑制劑在體內結合的親和力和功效。