免疫细胞和干细胞治疗行业的前景一览(附研究工具)

来源: Cell Signaling Technology (CST)   2020-7-29   访问量:1865评论(0)

 

第二届中国细胞生物资源与创新医药应用峰会(2020 CIDS) (来自会议照片集)


干细胞和免疫细胞治疗疾病是21世纪人类新医学发展的方向。为了促进我国细胞治疗进展的交流,7月18日,第二届中国细胞生物资源与创新医药应用峰会(2020 CIDS)在上海张江盛大举行,期间集中讨论了细胞生物产业发展的新亮点、细胞治疗转化应用的最_新趋势

来自中国工程院的田志刚院士、纳斯达克上市公司南京传奇生物技术有限公司的创始人范晓虎博士、同济大学生命科学与技术学院高绍荣院长等演讲嘉宾与400多名来自科研院所、医疗机构、产业企业等领域的参会者汇聚一堂。

免疫细胞治疗


CAR-T细胞疗法为代表的免疫细胞治疗近年来被认为是最有前景的肿瘤治疗方法之一。CAR-T细胞疗法是恢复适应T细胞功能的产物,在过去30年里不断被改良,经历了4代研发历程,第四代的CAR-T 细胞技术整合了**基因编辑、免疫因子改造等各种整合性、精细化调控手段。被美国食品药品管理局(FDA)批准的两种CAR-T细胞疗法——诺华公司的Kymriah和吉利德公司的Yescarta,在临床中对急性白血病和非霍奇金淋巴瘤具有显著的治疗效果。

过去十年,大量临床试验聚焦在CAR-T细胞疗法,但是它对占所有癌症90%的实体恶性肿瘤的治疗效果仍需临床验证。越来越多的研究者认为在癌症免疫监测中占有重要地位的先天性细胞——自然杀伤细胞(NK细胞)、细胞因子诱导杀伤细胞(CIK)和自然杀伤T细胞(NKT)也是癌症免疫治疗策略的潜力细胞。

田志刚教授多年钻研于NK细胞的研究,在此次大会演讲中他介绍了细胞治疗的现状和NK细胞的最_新研究技术。NK细胞具有抗原谱宽、不会引起自身免疫损伤、自体或异体兼可获得等优点。自体NK细胞移植治疗不同的血液恶性肿瘤和实体瘤已被证明非常安全,但临床效益、其体外生产能力及体内生命周期等问题还有提高的空间。

与此同时,企业的免疫细胞研究也越来越多样化。在80家细胞免疫治疗企业中,75%的企业进行着CAR-T细胞疗法研究,开展TCR-T细胞或NK细胞项目的企业均占到20%,另外不少企业还着手TIL、CAR-NK、DC细胞疗法的研究。

但是中国的免疫细胞治疗还是与美国存在差距,后者在产业化布局上更为完善。范晓虎博士认为要推进免疫细胞治疗,必须产学医研结合起来,并鼓励大家把更多的目光放在基础研究上。医药企业在优化细胞生产周期、细胞质量等方面上具有优势,科研院所可以从上游进行基础研究,医院机构可以协助临床转化,生物技术公司可以提供有效的研究工具。Cell Signaling Technology(CST)利用自己的优势,提供高质量的免疫细胞的研究工具。会议期间,在CST展台,来自科研院校的师生、医药生物企业的细胞治疗项目负责人对CST的产品十分感兴趣。


2020 CIDS会议期间,CST 展台

CST在免疫领域具有很强的优势,提供2000多种经严格验证的抗体、试剂和试剂盒。以下是列举了一些热门靶点的介绍(点击靶点可以快速查询相关产品):

BCMA/TNFRSF17/CD269
B 细胞成熟抗原 (BCMA/TNFRSF17/CD269) 是一种跨膜糖蛋白,并且是 TNFR 超家族的一员 (1)。BCMA 表达主要限于 B 细胞系。通过该受体进行的促活信号转导可在结合其配体(BAFF 和 APRIL)时调控 B 细胞成熟和浆细胞分化,从而在体液免疫中起到关键作用 (2-6)。BCMA 在许多 B 细胞恶性肿瘤中表达,它在恶性浆细胞的细胞表面选择性表达且表达升高,因此,BCMA 因作为治疗多发性骨髓瘤的新治疗靶标而备受关注 (7-10)。
CAIX/CA9
CA9 属于 α 类成员,是一种胞外间隙中具有催化域的质膜蛋白。其表达仅限于非常少的健康组织(主要为胃肠道)(11)。CA9 表达是由低氧强烈诱导的,可通过野生型 von Hippel–Lindau (VHL) 抑癌基因蛋白进行下调。CA9 表达在许多种肿瘤中呈上升趋势,尤其是对传统放射和/或化疗应答不佳的实体乏氧肿瘤;CA9 被视为肿瘤乏氧标志物,也是有发展前景的癌症治疗干预靶标 (12-14)。
CD3
当 T 细胞经 T 细胞受体 (TCR) 遭遇抗原时,抗原数量和性质信息将中继至胞内信号转导装置 (15)。该激活过程主要取决于直接与 TCR 结合的多亚基蛋白质复合体 CD3(分化抗原簇 3)。CD3 由四种多肽组成:ζ、γ、ε 和 δ。这些多肽各自含有至少一个基于免疫受体酪氨酸的激活基序 (ITAM) (16)。TCR 复合体与外来抗原的接合在 ITAM 基序中诱导酪氨酸磷酸化,并且磷酸化的 ITAM 作为信号转导分子(如 ZAP-70 和 PI-3 激酶的 p85 亚基)的对接位点发挥作用 (17,18)。TCR 连接还在 CD3ε 中诱导构象变化,从而导致脯氨酸区暴露,并且随后与接头蛋白 Nck 结合 (19)。
CD4
分化抗原簇4 (CD4) 是由一个氨基末端胞外结构域(四种结构域:具有 Ig 样结构的 D1-D4)、一个跨膜部分和一个短胞质尾组成的糖蛋白。CD4 表达发生在辅助 T 细胞、调节 T 细胞、单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞的表面,并且在 T 细胞发育和激活中发挥重要作用。在 T 细胞上,CD4 是 T 细胞受体 (TCR) 的辅助受体,并且这两种不同的结构可识别抗原–主要组织相容性复合物 (MHC)。具体而言,CD4 的 D1 结构域与 MHC II 类分子的 β2-结构域相互作用。CD4 确保 TCR–抗原相互作用的特异性、延长 T 细胞和抗原呈递细胞之间的接触并募集酪氨酸激酶T 细胞活化必需的 Lck (20)。
CD20
B 淋巴细胞抗原 CD20(也称为 MS4A1;跨膜结构域 4 亚家族 A 成员 1)是参与调节 B 细胞激活和增殖的细胞表面磷酸化蛋白 (26,27)。它通常用作识别 B 细胞的标志物,在整个 B 细胞发育过程中表达,直到它们分化成为浆细胞。CD20 没有已知配体,其表达和功能在人和小鼠之间很大程度上保守 (26-28)。有证据表明,CD20 对于钙池调控钙离子通道 (Soc) 进入是必要的,这将导致 B 细胞激活所需的细胞质钙水平升高 (29-30)。抗 CD20 抗体免疫疗法通过激活天然单核细胞网来消耗 B 细胞,是 B 细胞淋巴瘤、白血病和自身免疫性疾病和常用疗法 (31)。
CD22
CD22(也称为 siglec-2)是免疫调节受体唾液酸结合免疫球蛋白型凝集素 (Siglec) 家族的成员。CD22 可与不同细胞(反式交互)以及同一细胞(顺式交互)上的配体 α 2,6 链接唾液酸结合。CD22 主要在 B 细胞上表达,作为 B 细胞受体 (BCR) 的共抑制性受体 (32,33)。BCR 结扎后,酪氨酸激酶 Lyn 被激活并磷酸化 CD22 胞内羧基末端区域四个 ITIM 基序的两个远端,然后补充酪氨酸磷酸酶至质膜,包括 SHP-1,反过来,它们会被酪氨酸磷酸化并激活,抑制 BCR 结扎引起的信号转导通路 (34,35)。CD22 已被积极认作为自身免疫性疾病的治疗靶标 (36)。由于在 B 细胞的几乎唯_一表达,它还被积极认作为多种 B 细胞恶性肿瘤的治疗靶标 (37-39)。
CD28
CD28 是一种在 T 细胞和一些其他造血细胞中表达的跨膜糖蛋白 (40, 41)。T 细胞激活需要 T 细胞受体 (TCR) 识别 MHC 分子环境中存在的抗原。CD28 是一种 T 细胞协同刺激受体,CD28 与其配体 CD80 或 CD86 的相互作用可提供初始 T 细胞激活所需的第二信号 (42-44)。在没有 CD28 刺激的情况下,激活初始 T 细胞会导致出现 T 细胞无能或无反应的状态 (42)。CD28 通过细胞浆磷酸酪氨酸基序发送信号,这些基序可结合参与 T 细胞激活的且包含多个 SH2 或 SH3 结构域的蛋白 (41)。目前,研究表明 CD28 是 PD-1 介导的去磷酸化过程中的一个首_选靶标。PD-1 阻断后,T 细胞增殖需要 CD28 表达,并且小鼠中有效的抗 PD-1 癌症免疫治疗也需要 CD28 刺激 (45, 46)。选择性剪切会产生许多 CD28 同工型 (47)。
CD30/TNFRSF8
TNFRSF8/CD30 是一种 I 型跨膜糖蛋白,它是 TNFR 超家族成员。CD30 以前体蛋白形式合成,在将其作为 120-kda 的跨膜蛋白嵌入到质膜之前,需要经过广泛的翻译后修饰 (48,49)。CD30 的表达在活化 T 细胞中被上调,因此在相互作用过程中可触发协同刺激的信号转导通路 (50,51)。虽然它的表达通常局限于活化 T 细胞和 B 细胞亚群中,但 CD30表达在血液恶性肿瘤,如霍奇金淋巴瘤 (HL)、间变性大细胞淋巴瘤 (ALCL) 和成人 T 细胞白血病中高度上调,使其成为治疗干预的一个有吸引力的靶标 (52,53)。研究提示,在某些疾病背景下,CD30 通过募集 TRAF2 和 TRAF5 接头蛋白来驱动 NF-κB 活化、异常细胞生长和细胞因子生成 (54-56)。CD30 信号转导也受其胞外结构域的 TACE 依赖的蛋白溶解性裂解的调控,从而导致 CD30L 依赖的 CD30 + 细胞的活化减少 (57, 58)
CD32
CD64 (FcgammaRI)、CD32 (FcgammaRII) 和 CD16 (FcgammaRIII) 是免疫球蛋白超家族的三大类。CD64 对含有三个 Ig 样结构域的 IgG 具有较高的亲和性,而 CD32 和 CD16 与具有两个 Ig 样结构域的 IgG 具有较低的亲和性。两种基因编码 CD16-A 和 CD16-B,导致它们仅在胞外域中存在 6 氨基酸差异。但 CD16-A 具有一个跨膜锚点,而 CD16-B 则具有一个糖基磷脂酰肌醇 (59)。CD64、CD32 和 CD16 是膜糖蛋白,在所有免疫活性细胞中表达,并且可引发不同的免疫功能(激活 B 细胞、吞噬作用、抗体依赖性细胞毒性、免疫复合体清除以及抗原呈递增强)(60)。CD16 交联会诱导 NK 细胞中 Lck 的酪氨酸磷酸化 (Tyr394) (61)。与 CD16 相对比的 CD32 在胞质域中具有酪氨酸激活基序,可结合加工这些基序的分子 (59)。CD16 和 CD32 在脑中的小胶质细胞上表达 (62)。
CD33
CD33 是一种 I 型跨膜蛋白,也是 Ig 超家族的一种唾液酸结合类 Ig 凝集素 (Siglec-3),人 CD33 优先结合 α-2, 6-连接唾液酸。与其配体 CD33 结合后,可通过其细胞内结构域中的免疫受体酪氨酸抑制基序 (ITIM) 引发一种抑制信号转导,抑制吞噬等细胞功能。此外,CD33 还参与其他流程,例如黏附 (63-65)。由于其在造血细胞(尤其是髓系谱系及其祖细胞)上的独特表达,CD33 一直作为一种急性髓系白血病 (AML) 治疗靶标受到积极研究 (66,67)。CD33 还可能与阿尔茨海默病有关 (68-70)。
CD40
CD40 (也称肿瘤坏死因子受体超家族成员 5(TNFRSF5))是一种在免疫系统的 B 细胞和专门抗原呈递细胞表面以及许多非造血细胞类型和癌细胞中表达的 I 型跨膜蛋白 (71-74)。CD40 与 CD40 ligand (CD40L/TNFSF5) 相互作用,CD40 ligand主要在激活的 T 细胞中表达,但有报道称其也在血小板、肥大细胞、嗜碱性粒细胞、NK 细胞和 B 细胞中表达 (75)。在结合 CD40L 时,CD40 通过 TNF 受体相关因子和 MAP 激酶信号转导通路发送信号,从而导致各种免疫和炎症反应,包括树突细胞激活和交叉呈递、T 细胞依赖性免疫球蛋白类别转换、记忆 B 细胞发育和生发中心形成 (76-78)。CD40/CD40L 轴对于细胞和体液适应性免疫的起始和进展至关重要,并且是肿瘤免疫学、神经退行性疾病、血管疾病和炎症疾病研究中的一个重要的受关注领域 (79-82)。
CD44
CD44 是 I 型跨膜糖蛋白,可通过对透明质酸 (HA) 的亲和力并可能通过胞外基质 (ECM) 的其他部分,介导细胞-细胞相互作用和细胞-基质相互作用。CD44 呈高度多态性,具有多种选择性剪切变体, 经受广泛的翻译后修饰 (83,84)。CD44 的表面水平增加是 T 细胞激活的特征,并且该蛋白质的表达在炎症反应期间上调。研究已经证实, CD44 和 HER2 之间的相互作用与卵巢癌细胞生长的增长相关 (83-85)。CD44 与埃兹蛋白、根蛋白和膜突蛋白 (ERM) 相互作用,使肌动蛋白细胞骨架与质膜和 ECM 连接 (86-88)。在静息细胞中,CD44 在 Ser325 处组成型磷酸化。PKC 的激活导致 Ser291 的磷酸化、Ser325 的去磷酸化、埃兹蛋白从 CD44 解离和定向运动性 (86)。
CD45
蛋白质磷酸酶 (PTP) 受体 CD45 是 I 型跨膜蛋白,包括选择性剪切产生的一对胞内酪氨酸磷酸酶结构域和可变胞外结构域 (89)。CD45 的催化活性随第一磷酸酶结构域 (D1) 变化而变化,而第二磷酸酶结构域 (D2) 可以与第一结构域相互作用并使其稳定,或募集/结合底物 (90,91)。CD45 与抗原受体复合体蛋白直接相互作用,或激活涉及调节 T 细胞和 B 细胞抗原受体信号转导的 Src 家族激酶 (89)。具体而言,CD45 使 Src-家族激酶 Lck 和 Fyn 在其保守的阴性调节羧基末端酪氨酸残基处去磷酸化,并上调激酶活性。相反,研究显示,CD45 还可以通过在正向调节性自磷酸化位点去磷酸化,抑制 Lck 和 Fyn。CD45 似乎是传导信号的正向调节分子和负向调节分子,视具体刺激和细胞类型进行信号转导 (89)。淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞、嗜碱性粒细胞、嗜中性粒细胞等人体白细胞表达 CD45,而红细胞和血小板为 CD45 表达阴性 (92)。HI30 抗体广泛用作 T 细胞、B 细胞、单核细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞等所有白细胞中人 CD45 表达的标记物。
CD68
CD68(巨噬唾液酸蛋白)是由单核细胞和巨噬细胞表达并且常用作其标志物的重度糖基化的跨膜蛋白 (93, 94)。它存在于质膜以及内体膜和溶酶体膜上 (93-95)。据称它结合 OxLDL 并且已经将其同型二聚体观察到 (95, 96)。
CD123/IL3RA
IL3RA/CD123 是 IL-3 受体的一个 α 亚基,该受体还包含与其他细胞因子受体共享的常见 β 链 (βc)。IL3RA/CD123 单独结合 IL-3,特异性高,但亲和力低,它不会转导胞内信号,而 βc 单独结合 IL-3 并不明显。IL3RA/CD123 与 βc 一起形成 IL-3 的功能性高亲和力受体。IL3RA/CD123 主要在造血祖细胞中表达,主要是粒细胞单核细胞系 (97,98)。IL3RA/CD123 在多数急性髓性白血病 (AML) 患者的白血病干细胞中高表达,并且与不良预后有关。此外,据报道其他造血恶性肿瘤细胞中也会出现 IL3RA/CD123 过表达 (99-101)。它被认为是这些恶性肿瘤的一个宝贵治疗靶标 (102-104)。
CD171/NCAM-L1
神经细胞黏附分子 L1 (NCAM-L1/L1CAM) 是免疫球蛋白超家族的一个单次跨膜糖蛋白成员,它包括 6 个氨基末端胞外类 Ig 结构域和 5 个纤连蛋白 III 型结构域 (105)。NCAM-L1 主要在脑细胞中表达,并在神经系统的发育中起到重要作用,参与神经突束化和生长、髓鞘形成、神经元迁移以及神经元细胞黏附 (106)。NCAM-L1 基因突变会导致不同程度的神经系统疾病,包括 X 连锁性脑积水、MASA 综合征、1 型痉挛性截瘫以及 X-连锁性胼胝体发育不全,合称 L1 综合征 (107)。除了神经系统外,NCAM-L1 还在许多癌细胞中过表达,促进肿瘤快速生长、转移并产生耐药性,从而导致不良预后 (108,109·)。
CD319/CRACC/SLAMF7
CRACC/SLAMF7/CD319(也称为 CS1)是信号转导淋巴细胞激活分子 (SLAM) 家族的成员。它是一种单通道的 I 型跨膜糖蛋白,在 NK 细胞、成熟树突细胞亚群、活化的 B 和 T 淋巴细胞上表达,但在早幼粒细胞B或T细胞系中不表达。在脾脏、淋巴结、外周血白细胞、骨髓、小肠、胃、阑尾、肺和气管中已检测到该蛋白的表达 (110-115)。CRACC/SLAMF7/CD319 的嗜同种相互作用能够调节免疫细胞的活性和分化。CRACC/SLAMF7/CD319 可以作为免疫细胞中的抑制或激活受体发挥功能,具体取决于细胞所处环境以及接头蛋白 SH2D1A/SAP 和/或 SH2D1B/EAT-2 是否可用 (114-118)。在 SH2D1B/EAT-2 存在时,CRACC/SLAMF7/CD319 可激活 NK 细胞和 B 细胞 (114-116)。T 细胞缺乏 SH2D1B/EAT-2 表达,因此 CRACC/SLAMF7/CD319 作为抑制受体发挥作用 (117)。在 LPS 活化的单核细胞中,CRACC/SLAMF7/CD319 负性调节促炎性细胞因子的产生 (118)。CRACC/SLAMF7/CD319 在多发性骨髓瘤细胞中上调,与这些细胞的不受控增殖有关,因此已成为治疗干预的靶标 (119, 120)。已经鉴别出通过选择性剪接产生的 7 种 CRACC/SLAMF7/CD319 亚型。
CSPG4/NG2
硫酸软骨素蛋白聚糖 NG2 是一种 I 型膜蛋白,在胶质细胞亚群(包括少突神经胶质前体细胞)和各种肿瘤细胞中表达。正常前体细胞和恶性肿瘤细胞会迁移和增殖,但有证据表明,细胞可能无法同时参与这两种活动。但 NG2 参与促进细胞增殖和运动 (121)。NG2 的胞外域能够隔离生长因子并结合生长因子受体和细胞外基质配体,如纤连蛋白、胶原蛋白和层粘连蛋白。胞浆域参与激活 Rac、Cdc42 和 p130 Cas (122)。PKCα 在 Thr2256 位点磷酸化 NG2,导致 NG2 从微处理过程顶端重新分配到板状伪足,同时细胞运动增强 (123)。ERK 在 Thr2314 位点磷酸化 NG2 刺激细胞增殖 (124)。
EGFRvIII
表皮生长因子 (EGF) 受体是一种 HER/ErbB 蛋白家族的跨膜酪氨酸激酶。配体结合后,会导致受体二聚化、自磷酸化、下游信号转导激活、内化以及溶酶体降解 (125,126)。激酶结构域中 EGF 受体 (EGFR) 在 Tyr845 的磷酸化具有稳定激活环、维持酶激活状态以及为底物蛋白提供结合表面的作用 (127,128)。c-Src 与 EGFR 在 Tyr845 的磷酸化有关 (129)。PLCγ 的 SH2 结构域在磷酸化的 Tyr992 位点结合,从而激活 PLCγ 介导的下游信号转导 (130)。EGFR 在 Tyr1045 的磷酸化为接头蛋白 c-Cbl 提供了一个主要锚定位点,以便让 EGFR 在激活后进行受体泛素化和降解 (131,132) GRB2 接头蛋白在磷酸化-Tyr1068 位点与激活的 EGFR 相结合(133)。一对磷酸化的 EGFR 残基(Tyr1148 和 Tyr1173)为 Shc 支架蛋白提供了一个锚定位点,两个位点都参与了 MAP 激酶信号转导的激活 (126)。EGFR 在特定丝氨酸和苏氨酸残基上的磷酸化会降低 EGFR激酶活性。EGFR 羧基末端残基 Ser1046 和 Ser1047 被 CaM 激酶 II 磷酸化,其中任何一个丝氨酸突变都会导致 EGFR 酪氨酸自磷酸化上调 (134)。EGFR 变体 III (EGFRvIII) 是截短的、有组成型活性的 EGFR 突变体形式,它是由外显子 2-7 框内框缺失而产生 (135,136)。EGFRvIII 在各种癌中表达,在胶质母细胞瘤中表达最为明显,其中它以 25-30% 的频率表达。尽管 EGFRvIII 经常与扩增的 EGFR 共表达,但它仍是潜在的治疗靶标 (137)。
EpCAM/CD326
上皮细胞黏附和激活分子 (EpCAM/CD326) 是一种跨膜糖蛋白,能介导多数上皮细胞基底外侧表面的 Ca2+ 非依赖性同嗜性黏附。EpCAM 不在成体鳞状上皮细胞中表达,但在腺癌和鳞状细胞癌中高度表达 (138)。研究表明,EpCAM 是一种早期肿瘤相关抗原,长期以来用作上皮和肿瘤组织的一种标志物。研究人员发现,EpCAM 在癌细胞中高表达(139,140 中已论述)。
ErbB2/HER2
ErbB2 (HER2) 原癌基因编码了一个 185 kDa 跨膜受体样并有内在酪氨酸激酶活性的糖蛋白 (141)。虽然 ErbB2 缺乏已鉴定的配体,但在过表达时,ErbB2 激酶活性可在缺少配体的情况下被激活,也可通过杂聚肽与其他 ErbB 家族成员结合而激活 (142)。在近 40% 的人乳腺癌细胞中可检测到 ErbB2 基因扩增及其产物的过表达 (143)。c-Cbl 泛素连接酶在 Tyr1112 位点结合 ErbB2 会导致 ErbB2 聚泛素化,并增强这种激酶的降解 (144)。ErbB2 是治疗乳腺癌和其他癌症的一个关键治疗靶标,通过 c-Cbl 调节的蛋白水解通路靶向调节 ErbB2 降解是一种潜在治疗手段。ErbB2(与 pp60c-Src 的 Tyr416 同源)Tyr877 的激酶结构域残基的磷酸化可能参与调节 ErbB2 生物活性。ErbB2 的主要自磷酸化位点为 Tyr1248 和 Tyr1221/1222;这些位点的磷酸化使 ErbB2 偶联到 Ras-Raf-MAP 激酶信号转导通路 (141,145)。
MAGE-A10
癌/睾丸抗原 (CTA) 是一个由 100 个以上蛋白组成的家族,其正常表达在很大程度上限于睾丸、卵巢的免疫赦免生殖细胞和胎盘滋养层细胞。虽然大多数正常体细胞组织都缺乏 CTA 表达,但由于基因表达的表观遗传沉默,因此它们在许多人实体和液体肿瘤细胞中的表达上调 (146,147)。就其本身而言,CTA 是各种选择性发作肿瘤的免疫治疗方法的一个有吸引力的靶标,因此受到了广泛关注 (148)。

黑色素瘤相关抗原 A10 (MAGE-A10) 是一种属于 I 型 MAGE 蛋白家族的 CTA。不像 MAGE-A 亚家族的其他成员,MAGE-A10 是一种胞核蛋白 (149)。研究表明,MAGE-A10 表达通常限于人睾丸和胎盘细胞,但在肺癌、黑色素瘤、膀胱癌和食管癌等许多人实体瘤细胞中表达异常上调 (149-151)。鉴于在人肿瘤细胞中的表达上调及高度免疫原性,MAGE-A10 可作为通过使用疫苗和过继细胞治疗的一种新型免疫治疗靶标,并因此而受到了重点关注 (152-154)。
Mesothelin
MSLN 基因编码一种 69 kDa 前体蛋白,这种前体蛋白被蛋白裂解后产生巨核细胞强化因子 (MPF) 和 GPI 锚定膜蛋白,称为间皮蛋白 (155)。裂解间皮蛋白的表达主要限于正常胸膜、心包膜和腹膜的间皮细胞,但报道称,它在一些癌症中过表达,包括间皮瘤、胰腺癌和卵巢腺癌 (155,156)。虽然研究表明参与了细胞黏附,但间皮蛋白的生理作用尚未确定。但现在已经知道,在 TNF-α 转化酶的裂解后,细胞表面会分泌出间皮蛋白。研究表明,间皮蛋白的血清浓度在间皮瘤和卵巢癌患者中显著升高 (155),表明血清间皮蛋白水平可能作为一肿瘤标志物 (155-157)。
MLANA/MART-1
MLANA 也称 MART-1,它是黑素细胞系特异性蛋白家族的一员。它在黑素细胞、视网膜色素上皮细胞和黑色素瘤细胞中表达。它的功能尚未完全了解,但认为与 GPR143 的稳定性以及 PMEL的稳定性、运输及加工有关;这两种蛋白都与阶段 II 黑素体形成有关 (158)。MLANA 是转移性黑色素瘤的一个有用标记物 (159)。MHC-II 限制性磷酸 MLANA 肽(在 CD4 细胞中发现)目前正在研究作为癌症免疫治疗的一个潜在药物 (160)。
MUC1
Mucin 是糖蛋白家族的一员,以重复结构域和密集的 O 糖基化为特征 (161)。MUC1(或 mucin 1)在多数人类癌中会异常过表达。MUC1 在癌中的表达提高会减少细胞之间和细胞-ECM 之间的相互作用。MUC1 可进行蛋白质水解裂解,并且较大的胞外域与较小的 25 kDa 羧基末端结构域有关,后者包含一个跨膜片段和一个含 72 个残基的胞质尾区 (161)。MUC1 与 ErbB 家族受体会发生相互作用,并可增强 ERK1/2 活性 (162)。MUC1 还可以与 β-链蛋白发生相互作用,并可通过 GSK-3β、PKCγ 和 Src 在 MUC1 胞质尾区的 Ser44、Thr41 和 Tyr46 位点的磷酸化作用进行调节 (163-165)。MUC1 的过表达能够加强转化 (166),并且通过 Akt 和 p53 通路减弱压力诱导的凋亡 (167,168)。
ROR1
ROR1 和 ROR2 是孤儿受体酪氨酸激酶,这两种激酶与神经营养素受体 MuSK 和 Trk 家族最为密切。它们有胞外卷曲样半胱氨酸富集结构域和近膜端三环结构域,这两种结构域都被假定会介导蛋白间相互作用 (169-171)。在秀丽隐杆线虫果蝇、小鼠和人中,ROR 家族 RTK 在进化上非常保守 (169,172)。虽然 ROR 激酶的功能尚不清楚,但根据 ROR 与 MuSK 和 Trk 激酶之间的相似性可推测 ROR 激酶能调控突触发育。CAM-1 是 ROR 家族 RTK 在秀丽隐杆线虫中的一个同源基因,它在线虫发育过程的细胞迁移、细胞不对称分裂极性以及神经元轴突增生的调控中发挥各种重要作用 (172)。mROR1 和 mROR2 可能在神经系统的发育过程中发挥不同作用 (173)。
SLP-76
包含 SH2 结构域的 76 kDa 白细胞蛋白 (SLP-76) 是一种造血细胞接头蛋白,它对多个生化信号转导通路都非常重要,并且为 T 细胞发育和激活所必需 (174)。连接 TCR 会使 ZAP-70 磷酸化 SLP-76 和 LAT。SLP-76 的氨基末端酪氨酸残基后跟一个脯氨酸富集结构域和一个羧基末端 SH2 结构域。Tyr113 和 Tyr128 磷酸化会募集 GEF Vav 和接头蛋白 Nck (175)。连接 TCR 还会导致 Tyr145 磷酸化,从而介导 SLP-76 和 Itk 之间的结合,这在某种程度上通过 SLP-76 的脯氨酸富集结构域和 ITK 的 SH3 结构域完成 (176)。此外,SLP-76 的脯氨酸富集结构域结合类 Grb2 接头蛋白 Gads 的 SH3 结构域 (176,177)。在静息细胞中,SLP-76 主要在胞质中表达。在连接 TCR 后,SLP-76 转位到质膜,并促进多蛋白信号转导复合体的组装,该复合体包括 Vav、Nck、Itk 和 PLCg1 (174)。SLP-76 表达受严格调控;该蛋白在胸腺细胞发育的早期阶段可被检测到,随着胸腺细胞成熟过程的进行表达升高,并在细胞发育成成熟 CD4+ CD8+ 双阳性胸腺细胞的过程中表达降低 (178)。
Survivin
生存素是一种 16 kDa 的抗凋亡蛋白,在胚胎发育和癌细胞恶化过程中高表达 (179)。生存素可结合并抑制 caspase-3,从而通过抑制细胞凋亡并促进细胞分裂来调控细胞周期 G2/M-期的检查点 (180,181)。这个调控过程需要 p34 cdc2 激酶磷酸化生存素 Thr34 (182)。使用 Thr34 磷酸化缺失型生存素突变体和反义生存素进行基因打靶经证实能抑制肿瘤生长 (183,184)。
WT1
维尔姆斯瘤 1 (WT1) 是一种以维尔姆斯瘤 1 命名的转录因子,这是一种由 WT1 基因突变引起的胚胎肾脏恶性肿瘤 (185)。它对于发育非常重要,尤其是泌尿生殖系统的发育,并且 WT1 表达突变和失调会导致各种各样影响泌尿生殖系统和其他组织的综合症 (186-189)。

WT1 有多种生物功能,也有许多互作伴侣和靶标基因 (190)。它可以作为一种转录激活因子或阻遏蛋白,还可以是一种癌基因或抑癌基因 (191)。它会影响表观遗传学结构,还能通过 RNA 相互作用对基因表达产生翻译后影响 (192)。WT1生物功能多样性主要源自该蛋白存在的多种形式的同工型和翻译后修饰 (193)。
ZAP-70
Syk 家族蛋白酪氨酸激酶 Zap-70 在 T 和 NK 细胞中表达,并且在结合 T 细胞受体 (TCR) 时,在 T 细胞激活的介导中发挥关键作用 (194)。在结合 TCR 后,Zap-70 通过 Src 家族酪氨酸激酶 Lck 的自磷酸化和转磷酸化在许多酪氨酸残基上被快速磷酸化 (195-199)。酪氨酸磷酸化与 Zap-70 激酶活性增强和下游信号转导活动有关。Zap-70 表达与慢性淋巴细胞性白血病患者的疾病进展和存活有关 (200,201)。
PD-1
程序性细胞死亡 1 蛋白 (PD-1, PDCD1, CD279) 是免疫受体 CD28 家族的一员,该家族可调控 T 细胞激活和免疫应答 (202-204)。PD-1 蛋白有一个胞外 Ig V 结构域、一个跨膜结构域和一个包含免疫受体酪氨酸抑制基序 (ITIM) 和一个免疫受体酪氨酸转换基序 (ITSM) 的细胞浆尾区。细胞表面配体 PD-L1 和 PD-L2 可激活 PD-1 (205)。激活时,PD-1 ITIM 和 ITSM 磷酸化会导致蛋白酪氨酸磷酸酶 SHP-1 和 SHP-2 的募集,从而抑制 TCR 信号转导 (206-208)。除了激活的 T 细胞,PD-1 还在激活的 B 细胞和单核细胞中表达,尽管它在这些细胞类型中的作用并不完全确定(209)。PD-1 通路在免疫耐受性方面发挥重要作用 (204),但研究表明癌细胞通常利用这个通路来逃避免疫监视 (210)。因此,PD-1 及其配体的阻断被证明是一个极好的肿瘤预防策略 (211)。
PD-L1
程序性细胞死亡蛋白 1 配体 1 (PD-L1, B7-H1, CD274) 是细胞表面配体 B7 家族的一员,该家族可调控 T 细胞激活和免疫应答。PD-L1 配体结合 PD-1 跨膜受体并抑制 T 细胞激活。在找到许多 B7 蛋白同源物后,PD-L1 被发现,后来表明它在抗原呈递细胞、激活的 T 细胞以及胎盘、心脏和肺等组织中表达 (212-214)。PD-L1 在结构上与 B7 家族成员相似,它包含胞外 IgV 和 IgC 结构域和一个短细胞浆区域。研究表明,PD-L1 在黑色素瘤、卵巢癌、结肠癌、肺癌、乳腺癌和肾细胞癌等许多肿瘤类型的细胞中表达 (215-217)。PD-L1 在癌细胞中的表达与肿瘤浸润性淋巴细胞有关,可通过释放干扰素 γ 介导 PD-L1 表达 (218)。其他研究表明 PD-L1 表达与病毒感染相关癌症有关 (219,220)。
CTLA-4/CD152
细胞毒性 T 淋巴细胞蛋白 4 (CTLA-4, CD152) 是 Ig 超家族的一员,能够负向调控 T 细胞的早期激活 (221-224)。CTLA-4 蛋白主要在 T 细胞中表达,包括 CD8+ 细胞毒性 T 细胞、CD4+ 辅助 T 细胞和 CD4+/FoxP3+ 调节性 T 细胞 (221,222)。CTLA-4 蛋白与 CD28 在细胞表面争相结合 B7.1 (CD80) 和 B7.2 (CD86),导致 T 细胞活性下调 (225)。CTLA-4 下游 SHP-2 和 PP2A 的激活会减弱 TCR 信号转导 (226)。研究表明,CTLA4 敲除小鼠患有引起过早死亡的淋巴组织增殖性疾病,表明 CTLA-4 可负向调控 T 细胞 (227)。相应 CTLA4 基因突变与多种疾病有关,包括胰岛素依赖性糖尿病、格雷夫斯病、桥本甲状腺炎、乳糜泻、系统性红斑狼疮和 V 型自身免疫性淋巴细胞增殖性综合征 (228,229)。其他研究表明,CTLA-4 阻滞是肿瘤免疫治疗的有效策略 (230-232)。



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2020年7月,国家药品监督管理局药品评审中心公开征求《免疫细胞治疗产品临床试验技术指导原则(征求意见稿)》,这样的技术指南将为药品研发和临床试提供有效的意见。我们期待基于免疫细胞的治疗未来能为人类带来更多的福利。

干细胞治疗


从全球到我国,预计未来干细胞治疗市场将快速增长(图1-2)。为加快获得干细胞研究成果,2017年,我国颁布《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则(试行)》,明确了干细胞治疗制品的申报标准,制定了“60天临床试验默示许可”的审批制度,促进了干细胞的临床转化。目前,我国的干细胞治疗研究项目占到全球的10%。

图1

图2

来自智研咨询发布的《2018-2024年中国干细胞治疗行业分析与投资决策咨询报告》


我国干细胞治疗由国家卫健委和药监局“双轨”管理,截止目前,已经有74个干细胞临床研究项目通过了国家卫健委的备案,有8款干细胞新药申请获得了药监局的试验默示许可。
在2020CIDS 的会议报告中,不少专家也分享了各自的干细胞治疗研究项目,临床效益令人欣喜。上海市公共卫生临床中心外科主任刘保池教授在临床上探索了将骨髓细胞经门静脉回输肝脏来治疗肝硬化的方法。他将这种方法不仅应用在肝炎后肝硬化的患者身上,还有艾滋病合并代偿肝硬化重症患者。临床实验观察到患者的肝功能发生重建,也促进了免疫重建。在2020年疫情爆发的紧急情况下,新冠肺炎重症患者的治愈率不及10%,武汉大学中南医院临床试验中心常务副主任黄建英进行了“人脐带间充质干细胞治疗重症及危重症新冠肺炎临床研究实践”,在她的临床研究中,入组的16例受试者,14例被治愈,其余2例因其他原因而死亡。




除了国家备案的干细胞转化、临床研究项目,一大批的研究学者致力于干细胞的上游研究。在人体中,负责维持 ESC 的多潜能性与自我更新的主要信号转导通路是 BMP/TGF-β 信号转导通路FGF 信号转导通路。前者通过SMAD 蛋白进行信号转导,后者能够激活 MAPK通路Akt 通路Wnt 信号转导通路也能够增强多潜能性,虽然这可能需要一个涉及转录激活剂 TCF1 与抑制剂 TCF3 之间平衡的非规范机制才能实现。通过这些通路进行的信号转导会导致三大关键转录因子的表达与活化:OCT-4SOX2 NANOG。这些转录因子能够增强 ESC 特异性基因的表达、调控它们自身的表达以及充当多潜能性的有效标记物。其他用于识别 hESC 的标记物包括细胞表面糖脂 SSEA3/4 以及糖蛋白 TRA-1-60TRA-1-81

诱导多能干细胞 (iPSC) 是具有多能性的 ESC 样细胞,能够通过一组明确的“重新编码”因子的强制表达从分化细胞中衍生出来,其中人们最熟识的因子为 OCT-4SOX2 KLF4 c-MYC。通过成功重新编码,iPSC 显示出与 ESC 相似的基因表达特征,并表现出多潜能性与自我更新能力。iPSC 因此在研究界获得了广泛关注,而且将 iPSC 应用于研究中能够避免因使用从人类囊胚中取得 ESC 而产生的许多伦理道德和技术问题。与 ESC 一样,iPSC 是研究的热点,因为它们在再生医学和个体化医疗、药物筛选的使用方面,以及让我们进一步了解调控胚胎发育的细胞信号转导网络方面均具有巨大的潜力。

各谱系的发育受几个信号转导通路调节,包括 BMP/TGF-βNotchWnt/β-cateninHedgehog Hippo 通路,它们控制细胞分裂、生长和分化。这些通路各自受一系列复杂的遗传因子、表观遗传因子(例如组蛋白修饰)和外源信号转导因子调节,这些因子可在细胞发育和分化期间操控细胞的命运和行为。

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CST在干细胞领域扮演重要角色,提供500多个经过严格验证的抗体和试剂盒。主要包括StemLight™ 试剂盒、胚胎干细胞标记物 - 囊胚、胚胎干细胞标记物 - 滋养外胚层,和研究原生殖细胞、神经干细胞、神经嵴、胶质祖细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞、神经元祖细胞、神经元、造血细胞、造血干细胞、成血管细胞、内皮细胞、间充质干细胞、骨生成和软骨生成、脂肪生成、肌生成、内胚层祖细胞、肝细胞生成、胰腺细胞、诱导多能性 (iPS)等的产品。



StemLight™ 试剂盒
9094 StemLight™ Pluripotency Surface Marker Antibody Kit
9093 StemLight™ Pluripotency Transcription Factor Antibody Kit
9656 StemLight™ Pluripotency Antibody Kit
9092 StemLight™ iPS Cell Reprogramming Antibody Kit



关键靶点一览
OCT-4 SOX2 NANOG LIN28A
TRA-1-60 TRA-1-81 KLF4 c-MYC
Nestin GFAP E-Cadherin Survivin
β3-Tubulin Vimentin AML1 Bim1
c-Kit CD31 CD44 PU.1

仅供研究使用,不用于诊断流程。

 

- 拓展阅读 -

多发性骨髓瘤治疗的潜力显效靶点—BCMA

转化医学:EGFRvIII与胶质母细胞瘤

肿瘤浸润免疫细胞类型和功能的评估指南》


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