STAT4

导读：L-12是一种天然存在的细胞因子，在机体对癌症的免疫抑制过程中起着关键作用，作为免疫治疗药物有着悠久的历史。尽管在多项临床前研究中IL-12始终显示出有效的抗肿瘤活性，但在人体可耐受剂量下，重组IL-12蛋白在临床试验中无法显示其应有的治疗效果。IL-12作用于其受体 (IL-12Rβ1/IL-12Rβ2) 会触发高水平的 IFNγ，IFNγ 是其主要下游介质，不仅影响疗效，而且影响全身毒性。由于严重的安全问题，静脉注射重组蛋白试验被停止。如果全身给药，则很难保证机体安全。因此，人们开始利用各种递送系统探索 IL-12肿瘤局部和瞬时基因表达，从而避免药物毒性。采用脂质纳米颗粒（LNP）局部递送IL-12-mRNA 是一种技术替代。本期文章菌菌解析了IL-12特征、信号通路以剖析IL-12 mRNA的成药潜力，菌菌同时汇总了IL-12 mRNA的管线研究现状。采用病毒载体和肺病毒载体瘤内递送IL-12实现抗肿瘤功效01IL-12靶点成药潜力1.1 IL-12蛋白结构IL-12是一种由IL-12A编码的 35kDa亚基（p35）和IL-12B编码的40 kDa 亚基(p45)组成的异二聚体糖蛋白，是唯一已知由二硫键连接的异二聚体细胞因子，也称为 p70。p35亚基的一级序列与其他1类细胞因子显示出同源性，特别是 IL-6 和粒细胞集落刺激因子 (G-CSF)，该家族成员的蛋白结构特点是四螺旋束拓扑。p40 亚基与已知的细胞因子不同源，但在一级序列上与造血细胞因子受体家族成员 IL-6 受体α链 (IL-6Rα) 和睫状神经营养因子受体 (CNTFR) 的胞外结构域相似。与 IL-6Rα和CNTFR 一样，p40 包含一个N末端免疫球蛋白 (Ig) 结构域，后跟两个 III 型纤连蛋白结构域。第一个纤连蛋白结构域包含四个保守的半胱氨酸，而第二个包含所有家族成员共有的WSXWS 框。Human IL-12A SequenceHuman IL-12B Sequence类似于可溶性 1 类细胞因子α受体的p40亚基。N-和C-末端分别标记为蛋白序列的N和C。三个结构域分别标记为D1、D2和D3。黄色表示链内二硫键，红色表示N-连接糖修饰和，洋红色表示WSXWS 基序。松绿石色表示与p35接触的环位于 D2 和 D3 之间的顶点。类似于可溶性 1 类细胞因子-受体复合物的p70。p35（粉红色）具有标记为 A-D 的典型四螺旋束，p40（蓝色）具有标记为 D1-D3 的结构域，链间二硫键（黄色，箭头），分子内二硫键（黄色），N 连接糖基化（红色）以及标记 N 和 C 的 N 和 C 末端。结构表位也被突出显示：来自 p40 环 1、3、5 和 6（绿松石）的残基与来自 AD 螺旋面（薰衣草）和二硫键环（洋红色）的 p35 残基接触。p35 R189侧链（绿色）从螺旋D延伸，埋在p40环内。许多细胞因子受体（包括 IL-6Rα）可以通过蛋白水解或选择性剪接产生，以可溶形式（缺乏跨膜和短胞质结构域）从细胞中释放。可溶性 IL-6Rα 可以在溶液中结合 IL-6，并且该复合物通过与表达 gp130（IL-6R 信号复合物的 β 链）的细胞结合来介导 IL-6 信号传导。因此，IL-12 可以被认为是与细胞因子p35共价结合的可溶性细胞因子受体α链 (p40)，其细胞表面受体与 gp130 具有类似的功能。尽管 p35 转录物存在于许多细胞类型中，但游离的 p35 并不分泌，这表明 p35 在缺乏 p40 的情况下不稳定。有趣的是，游离的 p40 被分泌出来，无论是作为单体还是作为二硫键连接的同二聚体，均在小鼠中可作为 IL-12 信号传导的拮抗剂。1.2 IL-12信号通路及功能IL-12由抗原呈递细胞产生，包括树突状细胞、巨噬细胞/单核细胞、中性粒细胞和一些B细胞。IL-12作为一种强效的免疫调节细胞因子，对于针对胞内病原体的细胞免疫至关重要。IL-12具有多种生物活性，包括增强NK细胞和细胞毒性T细胞的活性、刺激活化的NK细胞或者T细胞增殖及诱导释放IFN-γ。IL-12 还通过诱导 1 类 T 辅助细胞 (Th1) 免疫反应来促进细胞介导的免疫，从而在免疫调节中发挥重要作用。p35-p40异二聚体通过与 gp130 高度同源的跨膜受体（由两个亚基IL-12Rβ1 和IL-12Rβ2组成）相互作用来启动信号通路。该受体的每个亚基由一个胞外配体结合结构域、一个跨膜结构域和一个含有介导Janus家族酪氨酸激酶结合的框1和框2序列的胞质结构域组成。 IL-12结合被认为会导致β1和β2异二聚化，并产生能够进行信号转导的高亲和力受体复合物。在该模型中，受体的二聚化导致胞质结构域并置，随后酪氨酸磷酸化并激活受体相关的 Janus 家族激酶 Jak2 和 Tyk-2。这些激活的激酶反过来使酪氨酸磷酸化并激活信号转导子和转录激活子 (STAT) 家族的几个成员（STAT-1、-3 和 -4）。STAT 易位至细胞核以激活多个基因的转录，包括 IFN-γ。IFN-γ的产生在细胞中具有多效性，刺激对细胞介导的免疫重要的分子的产生。特别是，IFN-γ刺激更多IL-12的产生，并在IL-12信号传导和IFN-γ之间建立正向调节环。IL-12和STAT-4敲除小鼠的IFN-γ产生严重受损，证明了IL-12对于该环的重要性。IL-12-IFN-γ 细胞因子通路02IL-12mRNA研究现状Moderna与AstraZenecaModerna作为将mRNA技术应用到肿瘤治疗的先驱者，与AstraZeneca共同合作，致力于采用mRNA-LNP递送系统瘤内递送IL-12，发挥其应有的抗肿瘤活性，研发出MEDI1191药物，并且在临床1期试验中证实了MEDI1191的安全性和抗肿瘤活性。后续文章中，菌菌将深度解析Moderna瘤内注射药物IL-12 mRNA-LNP（MEDI1191）序列设计、机制研究和临床研究结果。嘉晨西海2022年3月30日，嘉晨西海宣布其自主研发的JCXH-211获得FDA临床批件，CXH-211是一种基于自复制 mRNA的编码人白细胞介素-12（hIL-12）的新型药物，用于晚期实体肿瘤治疗，是全球首款表达细胞因子的自复制mRNA药物。据公开信息显示，评估JCXH-211安全性的I期临床试验（NCT05727839）正在开展。据嘉晨西海报道，JCXH-211在临床前研究的多个小鼠和 PDX 疾病模型中都表现出了优异的肿瘤清除效力，优于采用传统非复制mRNA的类似研究药物。数据显示，JCXH-211在小鼠模型中能有效杀伤肿瘤细胞，消除远端瘤，并预防肿瘤复发。这一优异的肿瘤清除效果来源于RNA 复制子（RNA replicon）引发的强烈的抗病毒免疫反应以及 IL-12 激活的强效抗肿瘤免疫反应。同时，JCXH-211在综合 GLP 毒理学研究中显示出了近乎完美的安全性。除常规mRNA和自复制RNA(saRNA)外，近年来环状RNA(circRNA)也备受关注。耀海生物基于三种RNA技术，设计并制备了IL-12 mRNA、IL-12 saRNA和IL-12 circRNA预制品，均在细胞中高表达。艾博生物2023年6月，艾博生物编码人源细胞因子IL-12的mRNA脂质纳米球注射液（ABO2011）获得国内临床批件，此为艾博首个获批IND的肿瘤领域mRNA产品，给药方式同样为瘤内注射。ABO2011当前正在开展I期临床试验（CTR20232745），拟纳入人群为二线及以上的晚期实体瘤患者。03总结IL-12是一种前景广阔的抗肿瘤药物。它参与了naive T细胞向Th1细胞的分化，被认为是T细胞刺激因子，可诱导T细胞增殖。同时，它可以增强对细胞毒性淋巴细胞和自然杀伤细胞（NK）的激活以及增加干扰素（IFNγ）的产生。由于其促炎和免疫调节的能力，它可以使肿瘤由“冷”变成“热”。目前，国内外的mRNA研发公司将IL-12列为重点管线，积极布局。Moderna已公布其与阿斯利康合作管线IL-12 mRNA-LNP（MEDI1191）的首次临床结果，下篇文章菌菌将解析MEDI1191的序列设计，并持续更新其机制研究和临床研究结果，敬请关注！参考文献 [1] Hewitt SL, Bailey D, Zielinski J, et al. Intratumoral IL12 mRNA Therapy Promotes TH1 Transformation of the Tumor Microenvironment. Clin Cancer Res. 2020 Dec 1;26(23):6284-6298. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-20-047.[2] Cirella A, Berraondo P, Di Trani CA, Melero I. Interleukin-12 Message in a Bottle. Clin Cancer Res. 2020 Dec 1;26(23):6080-6082. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-20-3250.[3] O. Hamid, M. Hellman, B. Carneiro, et al. Preliminary safety, antitumor activity and pharmacodynamics results of HIT-IT MEDI1191 (mRNA IL-12) in patients with advanced solid tumours and superficial lesions. ABSTRACT. doi:10.1016/j.annonc.2021.01.033. 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Rainbow 导读： 在癌症生物学领域，人们越来越认识到由细胞因子和生长因子介导的自分泌和旁分泌信号在塑造肿瘤行为中起着重要作用，影响细胞增殖、转移倾向以及对化疗药物的敏感性。 3月1日，中山大学黄海、赖义明、李锴文共同通讯在期刊《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》上在线发表题为“Single-cell deconvolution algorithms analysis unveils autocrine IL11-mediated resistance to docetaxel in prostate cancer via activation of the JAK1/STAT4 pathway”的研究论文， 研究结果确定了IL-11/IL-11RA的自分泌环，该环通过JAK1/STAT4通路赋予多西他赛耐药性。pSTAT4-CBP相互作用是前列腺癌细胞中c-MYC转录活性的关键增强子。靶向这一信号轴为克服晚期前列腺癌中的多西他赛耐药性提供了一种潜在的治疗策略。 https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-024-02962-8 研究背景 01 前列腺癌是肿瘤学中最紧迫的健康问题之一，在全球男性中占据了相当大比例的癌症相关发病率和死亡率。以多西他赛为基础的化疗的出现标志着治疗格局的重大转变，在转移性去势抵抗性前列腺癌中提供了生存优势。然而，多西他赛耐药的出现不可避免地成为一个主要的临床障碍，导致治疗失败和癌症进展。 因此，克服多西他赛耐药对于改善患者预后至关重要，然而驱动这一现象的分子机制仍未完全理解。 在众多信号分子中，IL-11是IL-6家族中的一种细胞因子，因其在肿瘤发生中的恶性作用而受到关注，促进不同癌症类型的肿瘤细胞增殖、侵袭性和药物耐药性。IL-11/IL-11RA相互作用作为这一信号级联的关键，通常最终导致Janus激酶/信号转导子与转录激活子（JAK/STAT）途径的激活，这是一个以细胞存活和增殖为核心作用的轴路。 研究发现 02 研究发现IL-11的自分泌在多西他赛耐药的前列腺癌细胞中显著增加。IL-11 刺激导致 JAK1/STAT4 信号转导的强烈激活。激活后，pSTAT4易位到细胞核，并在c-MYC启动子区域与CBP结合，从而扩增其转录活性。抑制 IL-11/IL-11RA 相互作用或破坏 JAK1/STAT4 通路显著降低了 pSTAT4 核进入及其与CBP的结合，导致c-MYC 表达下调和多西他赛敏感性的恢复。 这项研究描绘了这种耐药机制的分子编排，并揭示了治疗干预的潜在靶点，旨在恢复对这种一线化疗药物耐药的前列腺癌细胞的多西他赛敏感性。 研究结论 03 综上所述， 研究结果确定了IL-11/IL-11RA的自分泌环，该环通过JAK1/STAT4通路赋予多西他赛耐药性。pSTAT4-CBP相互作用是前列腺癌细胞中c-MYC转录活性的关键增强子。靶向这一信号轴为克服晚期前列腺癌中的多西他赛耐药性提供了一种潜在的治疗策略。 参考资料： https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-024-02962-8 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 上海｜3月01日-02日 ▶第三届长三角单细胞组学技术应用论坛暨空间组学前沿论坛将在上海召开，诚邀您的参与！ 点击对应文字 查看详情

高血压是以血压升高为主要特点的全身性疾病。我国18岁及以上居民高血压患病率为 27.5%，其中 18～44 岁、45～59 岁和 60 岁及以上居民高血压患病率分别为 13.3%、37.8%和 59.2%。我国居民高血压患病率总体呈上升趋势，目前成人高血压患病人数估计为 2.45 亿。高血压是导致冠心病、脑卒中等心血管疾病、死亡的主要原因之一。（成人高血压食养指南（2023 年版）国家卫生健康委办公厅 ）。天然免疫系统天然免疫系统由粘膜屏障、多种免疫细胞（巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞等）和免疫分子（包括趋化因子、细胞因子和补体蛋白）组成，其中中性粒细胞是循环中最丰富的白细胞类型，而巨噬细胞是各种组织中最常见的免疫细胞类型。巨噬细胞Pflugers Arch. 2017巨噬细胞通过产生炎症细胞因子和活性氧（ROS），直接损害血管内皮细胞和平滑肌功能，导致血管收缩，导致高血压。肾血管中类似的过程损害肾脏钠排泄也导致血压升高。巨噬细胞诱导的肾实质损伤也可引起高血压中可见的肾小管损伤和间质纤维化。在大脑中，不同的巨噬细胞群增加了高血压神经炎症和交感神经元的激活。大脑中巨噬细胞的数量也介导了与高血压相关的神经血管功能障碍和认知功能下降。通过不同的机制，巨噬细胞增加VEGF-C的表达，导致淋巴管生成和淋巴流量增加。这些过程可以调动皮肤的钠储存，从而可能作为一个重要的肾外调节钠稳态，从而调节血压。中性粒细胞Int J Mol Sci. 2020在动脉高血压（arterial hypertension，AH），激活的中性粒细胞分泌IL-1β、IL-8等，内皮细胞分泌endothelin-1 (ET-1)，增加循环中性粒细胞（中性粒细胞总数或中性粒细胞/淋巴细胞比率（NLR））。IL-8可诱导中性粒细胞中的肾上腺素能受体表达，促进其激活。ET-1会增加粘附分子的表达，有利于内皮细胞-中性粒细胞的相互作用和粘附过程。同样，中性粒细胞分泌的S100a8/a9可能诱导内皮细胞粘附分子表达。活性氧（ROS）促进中性粒细胞粘附和滚动过程，而内皮细胞产生的一氧化氮（NO）抑制中性粒细胞粘附和滚动。循环中性粒细胞和浸润组织的中性粒细胞，通过NADPH氧化酶、髓过氧化物酶（MPO）作用，产生活性氧（ROS）和活性氮（RNS）。这种氧化和氮化应激可能导致内皮损伤，导致血管功能障碍和AH。另一方面，中性粒细胞通过分泌细胞因子、趋化因子、中性粒细胞明胶酶相关脂钙蛋白（NGAL）或S100a8/a9，促进组织损伤和免疫细胞募集，如巨噬细胞和树突状细胞。反过来，这些分子可能诱导对血液中性粒细胞的自分泌效应，促进它们的激活，以及对浸润的组织，促进重塑过程，使AH永久化。树突状细胞Hypertension Research (2022)高血压患者，树突状细胞失衡，pDC下降，mDC上调，进而引起T细胞亚群失调，Treg下调，Th17上调，参与T细胞介导的高血压。于嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞在高血压发病机制中作用的数据有限。适应性免疫系统KIDNEY360 2023T细胞通过NKCC1摄取氯化钠来响应氯化钠的增加，NKCC1被感知为SGK1。SGK1促进促炎信号通路，抑制炎症通路。ROCK2磷酸化STAT3，并降低STAT5的磷酸化，这也使细胞向炎症表型转变。炎症性Th1、Th2，特别是Th17细胞利用糖酵解产生能量。这是由细胞表面Glut1的表达和mTORC活性调控的。mTORC信号通路涉及HIF1a，一种促进Th17分化的转录因子。SH2B3作为STAT4信号通路的负调控因子，从而为炎症激活提供了一个刹车。通过操纵这些途径来调节炎症平衡，可以影响T细胞产生的细胞因子的类型，从而影响对靶器官的损伤。在高血压患者中，B细胞及其抗体在终末器官损伤中发挥作用。高血压反应被T调节细胞（Treg）及其抗炎细胞因子IL-10可以抑制高血压的发生。参考资料A. Justin Rucker and Steven D. Crowley. The role of macrophages in hypertension and its complications，Pflugers Arch. 2017 April ; 469(3-4): 419–430. doi:10.1007/s00424-017-1950-xPatricio Araos, Stefanny Figueroa, Cristián A Amador.The Role of Neutrophils in Hypertension.Int J Mol Sci. 2020 Nov 12;21(22):8536. doi: 10.3390/ijms21228536.Akinori Higaki,Masaki Mogi. Dendritic cells as potential initiators of immune-mediated hypertensive disorders,Hypertension Research (2022) 45:527–529https://doi.org/10.1038/s41440-021-00830-yFehrenbach et al.Modulating T Cell Phenotype and Function to Treat Hypertension,KIDNEY360 4: 534–543, April, 2023