近年來(lái),以PD-1/PD-L1抗體為代表的免疫檢查點(diǎn)阻斷療法(ICB)成為最受關(guān)注的腫瘤免疫治療手段,在臨床中取得顯著成果。TIM-3是繼PD-1/PD-L1、CTLA-4之后,又一個(gè)重要的新興免疫檢查點(diǎn)分子,其在Th1、CTL、NK細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞上表達(dá),并被視作慢性病毒感染和癌癥中T細(xì)胞終末耗竭的重要標(biāo)志,在PD-1抗體治療抵抗個(gè)體中高表達(dá)。多種小鼠腫瘤治療模型使用Tim-3阻斷抗體顯示了良好的抗腫瘤作用,雖然目前已經(jīng)有多個(gè)靶向TIM-3的藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn),但均未獲批上市。ICB靶向的是在細(xì)胞膜表達(dá)的免疫檢測(cè)點(diǎn)分子。TIM-3表達(dá)是如何調(diào)控的?其表達(dá)模式是否存在特殊之處?目前仍尚未闡明。
山東大學(xué)馬春紅教授研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期關(guān)注TIM-3,此前研究發(fā)現(xiàn)HBV慢性感染和炎癥促進(jìn)Tim-3的表達(dá),調(diào)控多種免疫細(xì)胞的功能,導(dǎo)致免疫耗竭、加速炎癌轉(zhuǎn)化,并表征了肝癌微環(huán)境中Tim-3介導(dǎo)的細(xì)胞空間互作網(wǎng)絡(luò);基于Tim-3配體結(jié)合位點(diǎn),開發(fā)了增強(qiáng)抗腫瘤免疫的Tim-3小分子抑制劑。
近日,山東大學(xué)齊魯醫(yī)學(xué)院馬春紅教授、武專昌副教授團(tuán)隊(duì)(博士生張召英為第一作者)在 Science 子刊 Science Immunology 上發(fā)表了題為:Palmitoylation of TIM-3 promotes immune exhaustion and restrains anti-tumor immunity 的研究論文。
該研究發(fā)現(xiàn)了棕櫚?;揎椩谡{(diào)控人TIM-3蛋白穩(wěn)定表達(dá)及其介導(dǎo)免疫耗竭過(guò)程中的關(guān)鍵作用,為靶向TIM-3翻譯后修飾的腫瘤免疫治療提供了新策略。
通過(guò)對(duì)人與小鼠CD8+T細(xì)胞活化后TIM-3表達(dá)模式的比較,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),人TIM-3在活化T細(xì)胞膜上快速誘導(dǎo)并持續(xù)高表達(dá)。進(jìn)一步比對(duì)不同物種TIM-3蛋白序列,發(fā)現(xiàn)靈長(zhǎng)類動(dòng)物TIM-3胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域尾部存在特有的11個(gè)氨基酸(11aa)。有意思的是,11aa敲除導(dǎo)致人TIM-3穩(wěn)定性和細(xì)胞膜表達(dá)的降低。
蛋白翻譯后修飾在調(diào)控蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)、穩(wěn)定性和生物學(xué)功能中發(fā)揮重要作用。生信預(yù)測(cè)和修飾分析發(fā)現(xiàn)11aa中296位點(diǎn)Cys (C296) 存在棕櫚?;揎?,此修飾對(duì)TIM-3膜表達(dá)和蛋白穩(wěn)定性至關(guān)重要。棕櫚酰修飾缺失導(dǎo)致TIM-3被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中E3泛素連接酶HRD1識(shí)別、介導(dǎo)其K48連接的多聚泛素化修飾和蛋白降解。
棕櫚?;揎椨傻鞍踪|(zhì)?;D(zhuǎn)移酶DHHCs家族介導(dǎo)。研究團(tuán)隊(duì)篩選發(fā)現(xiàn)DHHC9是調(diào)控TIM-3蛋白棕櫚酰化修飾和穩(wěn)定表達(dá)的關(guān)鍵酶,其在肝癌浸潤(rùn)C(jī)D8+T和NK細(xì)胞上高表達(dá),并與TIM-3的高表達(dá)和肝癌患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。
有意思的是,在靶細(xì)胞反復(fù)刺激誘導(dǎo)T細(xì)胞耗竭模型中,敲低DHHC9抑制TIM-3表達(dá)、逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭,說(shuō)明DHHC9調(diào)控的TIM-3棕櫚?;揎検荰IM-3介導(dǎo)免疫效應(yīng)細(xì)胞耗竭的重要原因。為進(jìn)一步靶向阻斷DHHC9介導(dǎo)的棕櫚?;疶IM-3,通過(guò)蛋白結(jié)構(gòu)和分子互作分析,設(shè)計(jì)開發(fā)了阻斷TIM-3棕櫚?;牡鞍锥嚯?。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證實(shí),此多肽特異性抑制DHHC9結(jié)合和修飾TIM-3,有效提高CAR-T細(xì)胞和NK細(xì)胞的抗腫瘤功能。
總的來(lái)說(shuō),這些研究結(jié)果揭示了之前未知的人TIM-3蛋白棕櫚?;揎棧沂玖?strong>TIM-3棕櫚?;{(diào)控機(jī)制及其決定TIM-3蛋白命運(yùn)的關(guān)鍵作用,提出了靶向棕櫚?;揎椊到釺IM-3以增強(qiáng)抗腫瘤免疫治療的新策略。
論文鏈接:
https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciimmunol.adp7302
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