学术动态
复旦大学周兆才/焦石联合团队发现特异性靶向肿瘤浸润Treg细胞抗肿瘤免疫新策略
作者：周兆才 来源自：中国免疫学会 点击数：6140 发布时间：2024-09-24
调节性T细胞（Treg）在维持机体免疫稳态中发挥着重要作用，但在肿瘤微环境中，Treg细胞是介导免疫逃逸、促进肿瘤进展的关键因素。肿瘤微环境（TME）中Treg细胞数量增加、效应T细胞（Teff）/Treg比例降低与许多癌症的不良预后、免疫治疗抵抗和疾病超进展相关。因此，靶向肿瘤浸润Treg细胞（TI-Treg）被认为是一种潜在的癌症治疗策略。但靶向Treg的药物仍处于临床前和临床研究阶段，目前尚无小分子药物用于靶向Treg进行临床治疗。此外系统性清除Treg细胞可能导致严重的自身免疫毒副作用。因此，如何在不破坏系统免疫稳态的前提下，选择性地抑制TI-Treg细胞，一直是该领域面临的重大挑战。
p97 (VCP) 是一种AAA-ATP酶，与多种辅因子蛋白结合，参与调控细胞内泛素化蛋白降解、DNA修复、核膜重构、细胞周期以及自噬等生命过程。Npl4是p97发挥功能的重要辅因子之一。p97与Npl4形成的复合物能够识别和抽取泛素化的蛋白底物，并将其运送到蛋白酶体进行降解，对细胞内蛋白稳态维持至关重要。近年来，p97作为一个抗癌药物靶点而颇受关注，其中一些靶向p97直接杀伤肿瘤细胞的候选药物已进入临床研究阶段。然而，这些p97抑制剂（如CB-5083）大多针对其ATP酶活催化中心，从而将阻断或干扰所有p97介导的细胞生物学过程，甚至包括那些在免疫细胞中尚未被阐明的功能。因此，无差别抑制p97酶活性极有可能导致副作用。
2024年8月6日，复旦大学生命科学学院周兆才教授和焦石青年研究员领导的科研团队在国际著名学术期刊Nature Immunology在线发表题为“Targeting p97–Npl4 interaction inhibits tumor Treg cell development to enhance tumor immunity”的研究论文。该研究揭示了通过靶向p97-Npl4相互作用，可以有效抑制TI-Treg，从而增强抗肿瘤免疫应答，为肿瘤免疫治疗提供了新的思路和潜在靶点。
周兆才团队于2015年报道了p97-Npl4复合物调控RIG-I抗病毒免疫应答的非经典功能；并在此基础上，推断靶向p97-Npl4复合物分子界面（而不是p97酶活催化中心），有望开发特异性更强，毒副作用更小的先导化合物。在此思路指导下，研究人员通过AlphaScreen高通量筛选，从8,120种FDA批准的药物中筛选出能够打破p97-Npl4相互作用的化合物Thonzoniumbromide (TB)。体外肿瘤细胞增殖和体内裸鼠成瘤实验均显示TB与CB-5083具有类似的抗癌效果，但在一系列免疫健全的小鼠肿瘤模型中，TB展示出比CB-5083更强的抗癌活性。由此，研究团队猜测TB在体内可能还参与调控了肿瘤免疫。进一步的单细胞测序分析表明TB确实重塑了肿瘤免疫微环境，显著促进了CD8+ T细胞的抗肿瘤活性。同时，T细胞过继转移实验也证实TB抗肿瘤活性很大程度上依赖于T细胞。
随后，为了明确TB靶向p97-Npl4互作发挥肿瘤免疫调控功能的具体细胞类型，研究团队根据前期解析的p97-Npl4复合物的三维结构信息，构建了破坏p97与Npl4复合物组装的条件性p973A突变敲入小鼠。研究人员将p973A突变引入CD4+ T细胞之后，却发现其对肿瘤生长并无显著影响。于是，他们又对T细胞的不同亚群进行详细分析，结果发现TB处理显著抑制了肿瘤浸润Treg细胞数量，同时大大促进了Th17细胞数量。进一步，在Treg细胞中特异性敲入p973A突变体之后，肿瘤生长受到显著抑制，伴随TI-Treg数量明显降低而Th17细胞增多。值得注意的是，靶向p97-Npl4复合物组装抑制Treg细胞具有肿瘤特异性，而对外周Treg细胞和机体系统免疫稳态并无显著影响。最后，研究团队深入解析了p97-Npl4复合物通过招募E3泛素连接酶PDLIM2/5促进Stat3泛素化降解，从而调控Treg-Th17分化平衡的分子机制。
综上，该研究深入解析了p97-Npl4复合物通过招募E3泛素连接酶PDLIM2/5促进Stat3泛素化降解，从而调控Treg-Th17分化平衡的功能作用和分子机制。这一发现为开发特异性更强、毒副作用更小的肿瘤免疫治疗策略提供了新思路 (图1)。
复旦大学生命科学学院教授周兆才、焦石为论文共同通讯作者；来自复旦大学、同济大学和昆明医科大学第一附属医院的研究人员共同参与了该项研究；博士后聂平平和曹智发、博士研究生俞瑞娴、肿瘤内科主任董超为论文共同第一作者。苏州大学时玉舫教授，上海交通大学李斌教授，中科院分子细胞科学卓越创新中心刘小龙研究员和赵允研究员，以及中科院营养与健康研究所王莹研究员为该研究提供了大力支持。此项研究获得国家科技部重点研发计划、自然科学基金委原创探索项目/重点项目/国际(地区)合作项目/面上项目、中国博士后科学基金等资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41590-024-01912-y
p97 (VCP) 是一种AAA-ATP酶，与多种辅因子蛋白结合，参与调控细胞内泛素化蛋白降解、DNA修复、核膜重构、细胞周期以及自噬等生命过程。Npl4是p97发挥功能的重要辅因子之一。p97与Npl4形成的复合物能够识别和抽取泛素化的蛋白底物，并将其运送到蛋白酶体进行降解，对细胞内蛋白稳态维持至关重要。近年来，p97作为一个抗癌药物靶点而颇受关注，其中一些靶向p97直接杀伤肿瘤细胞的候选药物已进入临床研究阶段。然而，这些p97抑制剂（如CB-5083）大多针对其ATP酶活催化中心，从而将阻断或干扰所有p97介导的细胞生物学过程，甚至包括那些在免疫细胞中尚未被阐明的功能。因此，无差别抑制p97酶活性极有可能导致副作用。
2024年8月6日，复旦大学生命科学学院周兆才教授和焦石青年研究员领导的科研团队在国际著名学术期刊Nature Immunology在线发表题为“Targeting p97–Npl4 interaction inhibits tumor Treg cell development to enhance tumor immunity”的研究论文。该研究揭示了通过靶向p97-Npl4相互作用，可以有效抑制TI-Treg，从而增强抗肿瘤免疫应答，为肿瘤免疫治疗提供了新的思路和潜在靶点。
周兆才团队于2015年报道了p97-Npl4复合物调控RIG-I抗病毒免疫应答的非经典功能；并在此基础上，推断靶向p97-Npl4复合物分子界面（而不是p97酶活催化中心），有望开发特异性更强，毒副作用更小的先导化合物。在此思路指导下，研究人员通过AlphaScreen高通量筛选，从8,120种FDA批准的药物中筛选出能够打破p97-Npl4相互作用的化合物Thonzoniumbromide (TB)。体外肿瘤细胞增殖和体内裸鼠成瘤实验均显示TB与CB-5083具有类似的抗癌效果，但在一系列免疫健全的小鼠肿瘤模型中，TB展示出比CB-5083更强的抗癌活性。由此，研究团队猜测TB在体内可能还参与调控了肿瘤免疫。进一步的单细胞测序分析表明TB确实重塑了肿瘤免疫微环境，显著促进了CD8+ T细胞的抗肿瘤活性。同时，T细胞过继转移实验也证实TB抗肿瘤活性很大程度上依赖于T细胞。
随后，为了明确TB靶向p97-Npl4互作发挥肿瘤免疫调控功能的具体细胞类型，研究团队根据前期解析的p97-Npl4复合物的三维结构信息，构建了破坏p97与Npl4复合物组装的条件性p973A突变敲入小鼠。研究人员将p973A突变引入CD4+ T细胞之后，却发现其对肿瘤生长并无显著影响。于是，他们又对T细胞的不同亚群进行详细分析，结果发现TB处理显著抑制了肿瘤浸润Treg细胞数量，同时大大促进了Th17细胞数量。进一步，在Treg细胞中特异性敲入p973A突变体之后，肿瘤生长受到显著抑制，伴随TI-Treg数量明显降低而Th17细胞增多。值得注意的是，靶向p97-Npl4复合物组装抑制Treg细胞具有肿瘤特异性，而对外周Treg细胞和机体系统免疫稳态并无显著影响。最后，研究团队深入解析了p97-Npl4复合物通过招募E3泛素连接酶PDLIM2/5促进Stat3泛素化降解，从而调控Treg-Th17分化平衡的分子机制。
综上，该研究深入解析了p97-Npl4复合物通过招募E3泛素连接酶PDLIM2/5促进Stat3泛素化降解，从而调控Treg-Th17分化平衡的功能作用和分子机制。这一发现为开发特异性更强、毒副作用更小的肿瘤免疫治疗策略提供了新思路 (图1)。
图1. 靶向p97-Npl4相互作用选择性抑制肿瘤浸润Treg细胞
复旦大学生命科学学院教授周兆才、焦石为论文共同通讯作者；来自复旦大学、同济大学和昆明医科大学第一附属医院的研究人员共同参与了该项研究；博士后聂平平和曹智发、博士研究生俞瑞娴、肿瘤内科主任董超为论文共同第一作者。苏州大学时玉舫教授，上海交通大学李斌教授，中科院分子细胞科学卓越创新中心刘小龙研究员和赵允研究员，以及中科院营养与健康研究所王莹研究员为该研究提供了大力支持。此项研究获得国家科技部重点研发计划、自然科学基金委原创探索项目/重点项目/国际(地区)合作项目/面上项目、中国博士后科学基金等资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41590-024-01912-y