《自然·免疫学》:首次揭示免疫检查点LAG3抑制T细胞抗癌活性的机制

来源：奇点蛋糕2022-05-07 1:23

t细胞是机体主要的抗肿瘤力量。它们通过T细胞受体(TCR)与抗原呈递细胞上的肿瘤抗原肽-MHC复合物结合并被激活，从而杀死肿瘤细胞。

t细胞是机体主要的抗肿瘤力量。它们通过T细胞受体(TCR)与抗原呈递细胞上的肿瘤抗原肽-MHC复合物结合并被激活，从而杀死肿瘤细胞。

然而，强大的T细胞有时也会耗尽，尤其是面对慢性病和肿瘤时。t细胞会上调表达一些检查点分子，如PD-1、LAG3等[1-3]。这些免疫关卡分子会抑制T细胞的效应子功能，阻碍身体的抵抗力。

为了解除免疫检查点对T细胞的抑制作用，免疫检查点抑制剂应运而生，其中LAG3抑制剂已被批准用于治疗不可切除或转移性黑色素瘤。然而，我们仍然不知道LAG3到底是如何工作的，对LAG3机制的研究将为我们开发更有效的药物提供参考。

最近，由匹兹堡大学医学院的Dario AA Vignali教授和Creg Workman博士领导的研究小组在《自然免疫学》杂志上发表了研究成果[4]。他们的研究表明，LAG3可以与TCR结合，降低免疫突触的局部pH，破坏T细胞辅助受体(CD4或CD8)与TCR下游激酶Lck的结合，进而阻碍TCR信号的下游传递，抑制T细胞的活化。

研究结果揭示了LAG3的新机制，为开发更好的LAG3抑制剂提供了基础，也为激活LAG3抑制自身免疫性疾病提供了参考。

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先前的研究表明，LAG3可以结合II类分子[5]。为了探索LAG3对T细胞功能的抑制是否依赖于与mice类分子的结合，Vignali教授的团队在体外用抗CD3和抗CD28抗体刺激WT或Lag3-/-小鼠的CD8 T细胞和CD4 T细胞，然后检测T细胞的增殖能力和CD3/CD28信号引起的钙离子电流的强度。

他们发现，在这个没有MHC类分子的系统中，LAG3也能有效地抑制T细胞的增殖和钙离子流。这些数据表明，LAG3可以抑制T细胞的活性，而不与MHC类分子结合。

LAG3不与MHC类分子结合而抑制T细胞的活性。

由于LAG3可以抑制CD3/CD28信号引起的钙离子流，Vignali教授的团队想知道LAG3和TCR复合物之间的位置关系。

通过全内反射荧光显微镜观察，研究组发现LAG3与TCR复合物有明显的共定位关系，免疫沉淀实验证明LAG3能与TCR组成性结合，并且这种结合在T细胞被激活后迅速增加。

这些数据表明，无论MHC II类分子存在与否，LAG3都可以与TCR-CD3复合物结合，并在没有MHC II类的情况下限制TCR信号转导和T细胞增殖。

LAG3能与TCR-CD3复合物组成性结合。

此前的研究表明，LAG3以CD4依赖的方式抑制T细胞增殖[6]，因此Vignali教授的团队探索了LAG3与T细胞共受体CD4或CD8之间是否存在相互作用。结果表明，LAG3的胞内片段可与CD4和CD8的胞内片段结合。

由于CD4和CD8可以与TCR的下游激酶Lck结合，然后启动TCR下游的信号转导，研究小组想知道LAG3与CD4和CD8的相互作用是否会影响它们与Lck的结合。通过显微镜观察，研究小组发现LAG3与CD4和CD8的相互作用降低了CD4/CD8与Lck的相互作用。

LAG3可以与T细胞辅助受体CD4/CD8相互作用，并抑制其与Lck的结合。

上述数据表明，LAG3能与T细胞共受体CD4和CD8相互作用，抑制共受体与Lck的相互作用，这可能是LAG3能抑制T细胞活性而不结合MHC类分子的原因。那么，LAG3是如何抑制共受体与Lck的相互作用的呢？

CD4和CD8在Zn2的帮助下与Lck结合[7]。由于LAG3的细胞内片段与Lck具有相似的酸等电点，并且LAG3的保守EP基序中的谷氨酸残基也可以与Zn2结合，Vignali教授的团队怀疑LAG3可能通过取代Zn2来减少CD4/CD8与Lck之间的相互作用。

为了验证这一猜想，研究小组合成了WT和几个突变的LAG3胞内肽，与CD4-Lck复合物一起孵育，检测这些肽对CD4-Lck相互作用的影响，并利用这一系统探索加入Zn2是否可以挽救CD4与Lck的相互作用。结果表明，LAG3的胞内片段可以阻断CD4与Lck的相互作用，突变分析表明谷氨酸残基非常重要，而Zn2的加入可以有效挽救CD4与Lck的结合。用CD8-Lck进行的实验也得到了相同的结果。

LAG3依赖细胞内EP基序取代Zn2来阻碍CD4/CD8和Lck之间的相互作用。

考虑到Lck是TCR下游的关键激酶之一，它对于TCR信号的下游传输至关重要。因此，研究人员想知道LAG3是否阻断了共受体与Lck的相互作用，是否会影响TCR信号的转导。因此，他们检测了TCR下游的关键分子ZAP70的磷酸化水平，发现LAG3的细胞内肽可以以EP基序依赖的方式降低p-ZAP70的水平。

这些数据表明LAG3可以通过取代Zn2阻断共受体与Lck的相互作用，进而抑制TCR信号向下游传递。

LAG3通过依赖细胞内EP基序抑制TCR下游的信号转导

总之，本研究结果首次揭示了LAG3能独立于MHC类分子发挥免疫抑制作用的机制。但这一成果并不排除LAG3能与MHC类分子结合发挥抑制作用的可能性，尤其是当抗原提呈细胞上的MHC类分子数量有限时，LAG3能与CD4和TCR竞争性结合，降低TCR的激活信号。

目前，用于癌症临床治疗的LAG3抑制剂主要是阻断lag3和MHC II之间的相互作用。本研究为LAG3和LAG3-TCR新药的后续开发提供了思路。同时，也可能为开发LAG3激动剂治疗自身免疫性疾病和炎症性疾病提供参考。

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