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▎药明康德内容团队编辑   昨日，《自然》杂志在线发表了颜宁教授团队的一篇最新论文，揭示了强效止痛药齐考诺肽（ziconotide）与人类N型电压门控钙离子通道Cav2.2相结合时的结构。这一发现有助于更深地理解该药物的作用机理，并给未来的止痛药开发带来了洞见。 这一发现有助于更深地理解该药物的作用机理，并给未来的止痛药开发带来了洞见。 ▲ 颜宁教授为本研究通讯作者，高帅与姚霞博士为本文共同一作（图片来源：《自然》论文截图） Cav2.2通道存在于人类的中枢和外周神经系统中，是参与疼痛信号传导的关键成员。在自然界中，不少毒素能够对这一通道进行强效的抑制，齐考诺肽就是其中之一。这种来源于海蜗牛的毒素已得到美国FDA的批准，用于缓解严重的疼痛。然而这种具有止痛能力的毒素也会引起不良反应，从而限制了它的应用。 在自然界中，不少毒素能够对这一通道进行强效的抑制，齐考诺肽就是其中之一。 Cav2.2通道存在于人类的中枢和外周神经系统中，是参与疼痛信号传导的关键成员。在自然界中，不少毒素能够对这一通道进行强效的抑制，齐考诺肽就是其中之一。这种来源于海蜗牛的毒素已得到美国FDA的批准，用于缓解严重的疼痛。然而这种具有止痛能力的毒素也会引起不良反应，从而限制了它的应用。 ▲ 齐考诺肽来源于海蜗牛（Conus magus）体内发现的一种毒素（图片来源：Richard Parker, CC BY 2.0 , via Wikimedia Commons） 为了更好地理解齐考诺肽的作用机理，它与Cav2.2通道结合时的结构就成了破局的关键。 在这项研究中，科学家们使用冷冻电镜技术，获得了Cav2.2通道与齐考诺肽结合前后的结构，用于比对分析。 先前人们早已发现齐考诺肽能选择性地抑制Cav2.2，本研究中获得的结构则进一步确认了这一点——齐考诺肽能通过Cav2.2上一些带电荷的极性残基，稳稳“卡”在钙离子的入口处。它并没有完全封堵钙离子的进出通道，而是通过中和通道外部的电负性（electronegativity），为钙离子进入通道设置结构上的障碍。 齐考诺肽能通过Cav2.2上一些带电荷的极性残基，稳稳“卡”在钙离子的入口处。 先前人们早已发现齐考诺肽能选择性地抑制Cav2.2，本研究中获得的结构则进一步确认了这一点——齐考诺肽能通过Cav2.2上一些带电荷的极性残基，稳稳“卡”在钙离子的入口处。它并没有完全封堵钙离子的进出通道，而是通过中和通道外部的电负性（electronegativity），为钙离子进入通道设置结构上的障碍。 ▲Cav2.2的结构是我们理解其功能的基础 （图片来源：参考资料[1]） 进一步研究发现促进齐考诺肽结合的8个残基中，有4个在其它电压门控钙离子通道中并不保守存在。这也能解释为何齐考诺肽对Cav2.2具有高度特异性。 这也能解释为何齐考诺肽对Cav2.2具有高度特异性。 此外，研究人员们还发现Cav2.2的α2δ-1亚基与胞外环状结构（ECL）在与齐考诺肽结合时，会共同朝上发生倾斜，为其让路。 以上发现均聚焦于Cav2.2的胞外结构。而在Cav2.2的其它结构上，研究人员们也发现了一些不寻常之处。比如其跨膜片段S6II显得特别长，在细胞质一侧形成了一段长螺旋。在S6II长螺旋之后，又是两个额外的螺旋结构，将结构伸回细胞膜的方向。在Cav1和Cav3通道中，都未曾观察到类似的结构。因此研究人员们推测，这一专属于Cav2.2的结构可能与其某种功能有关，如促进关闭整个通道。 而在Cav2.2的其它结构上，研究人员们也发现了一些不寻常之处。 以上发现均聚焦于Cav2.2的胞外结构。而在Cav2.2的其它结构上，研究人员们也发现了一些不寻常之处。比如其跨膜片段S6II显得特别长，在细胞质一侧形成了一段长螺旋。在S6II长螺旋之后，又是两个额外的螺旋结构，将结构伸回细胞膜的方向。在Cav1和Cav3通道中，都未曾观察到类似的结构。因此研究人员们推测，这一专属于Cav2.2的结构可能与其某种功能有关，如促进关闭整个通道。 S6II 以上发现均聚焦于Cav2.2的胞外结构。而在Cav2.2的其它结构上，研究人员们也发现了一些不寻常之处。比如其跨膜片段S6II显得特别长，在细胞质一侧形成了一段长螺旋。在S6II长螺旋之后，又是两个额外的螺旋结构，将结构伸回细胞膜的方向。在Cav1和Cav3通道中，都未曾观察到类似的结构。因此研究人员们推测，这一专属于Cav2.2的结构可能与其某种功能有关，如促进关闭整个通道。 这一专属于Cav2.2的结构可能与其某种功能有关，如促进关闭整个通道。 ▲VSD II的构象与其它三个VSD都不同 （图片来源：参考资料[1]） 本论文的作者们也发现与之前的Cav1.1和Cav3.1通道类似，Cav2.2的四个电压感知结构域（VSD）具有不同数目的带电残基。然而与其它两个通道不同的是，Cav2.2中的VSD呈现了不同的构象——VSD I、VSD III与VSD IV都呈现“升起”的构象，而VSD II则发生了结构域的旋转和结构域内的重排，表现出“下降”的构象。这一结果引起了研究人员们的额外注意，因为在不引入突变的情况下，还从未观察到VSD呈现“下降”构象。 这一结果引起了研究人员们的额外注意，因为在不引入突变的情况下，还从未观察到VSD呈现“下降”构象。 后续分析发现这一构象的形成离不开几个极性残基与VSD II的跨膜片段S6II之间的结合。此外一种叫做PIP2的分子与VSD II结合后，也能进一步稳定它的构象。至于这一构象存在的意义，还有待于未来的更多探索。 总结来看，本研究提供了人类Cav2.2与齐考诺肽结合前后的高清冷冻电镜结构，揭示了齐考诺肽抑制Cav2.2的机理，并展现了属于Cav2.2的数个独特结构。结合过去对其它Cav家族成员的研究，这些发现有望带来关于此类“止痛通道”的更多洞见，为将来开发创新药物铺平道路。 结合过去对其它Cav家族成员的研究，这些发现有望带来关于此类“止痛通道”的更多洞见，为将来开发创新药物铺平道路。 参考资料： [1] Gao, S., Yao, X. & Yan, N. Structure of human Cav2.2 channel blocked by the painkiller ziconotide. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03699-6 本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求，请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求，请联系wuxi_media@wuxiapptec.com。 新冠病毒专题 癌症突破 智慧之光 大脑逻辑 | 母爱 | 脑细胞 | 阿兹海默病血检 | 孤独 | 可乐 | 生酮饮食 | 阿尔茨海默病病毒假说 | 大脑抗衰老 | 麦克阿瑟天才奖 | APP蛋白 | 畅游大脑 | 细菌感染假说 | 睡眠与心血管疾病 | 电击提高记忆力 | 明星抗抑郁药 | 重新定义生死  | 脑机接口 | 分子蓝图 | 不睡会死 | 突破血脑屏障 | 清除困意 | 被忽视的白质  热门前沿

March 17, 2021 10:00 UTC SHERMAN OAKS, Calif.--(BUSINESS WIRE)-- T-Cure Bioscience, Inc., a privately held company focused on developing T cell receptor (TCR) therapy products for the treatment of solid tumors, today announced that the Company has entered into a clinical research agreement with Rutgers, The State University of New Jersey, to fund a Phase I clinical study testing a TCR-based product candidate for the treatment of tumors expressing Kita-Kyushu lung cancer antigen 1 (KK-LC-1), such as gastric, cervical, lung, and triple negative breast cancers. T-Cure acquired the KK-LC-1 TCR therapy under an exclusive, worldwide license with the National Cancer Institute (NCI) in 2020. The Principal Investigator who will conduct the clinical research is Christian S. Hinrichs, M.D., Chief of the Section of Cancer Immunotherapy and Co-Director of the Cancer Immunology and Metabolism Center of Excellence at Rutgers Cancer Institute of New Jersey. Dr. Hinrichs is an expert in cancer immunology and immunotherapy and was recruited from the NCI where he served as Senior Investigator at the Genitourinary Malignancies Branch. T-Cure anticipates the KK-LC-1 TCR therapy will enter a multi-site Phase 1 clinical study in the second quarter of 2021 at the NCI, with the clinical study responsibilities to be transferred to Rutgers in the second half of 2021. “I joined the Cancer Immunology and Metabolism Center of Excellence because I believe that Rutgers Cancer Institute can be a global leader in cancer and tumor immunology research and development. In support of that mission, I am excited to partner with T-Cure to launch the first cell therapy clinical trial targeting the KK-LC-1 antigen,” stated Dr. Hinrichs. “I began collaborating with the T-Cure team on this T cell receptor therapy while at the NCI, and I am pleased to continue working with them to advance this therapy at Rutgers.” “We look forward to our partnership with Dr. Hinrichs at Rutgers as a continuation of the work we undertook with him and his team at the NCI to advance this novel TCR product candidate through preclinical and clinical development,” stated Gang Zeng, Ph.D., Chief Executive Officer of T-Cure. “The TCR was isolated from the tumor-infiltrating lymphocytes of a patient who had a complete response to a safely administered immunotherapy. Accordingly, we believe it holds great promise for engineering patients’ immune cells to effectively target and destroy cancer cells without being harmful to healthy tissue.” About T-Cure Bioscience, Inc. T-Cure Bioscience, Inc. is an innovative immuno-oncology company committed to delivering effective and durable cell therapies for the treatment of cancer. The Company focuses on isolating high avidity TCR that can be used to engineer a patient’s T cells to effectively target and destroy solid tumors. The Company maintains a pipeline of TCR under clinical and pre-clinical development targeting HERV-E, KK-LC-1, NY-ESO-1 and other antigens associated with solid tumors of significant unmet medical needs, including kidney cancer, breast cancer, lung cancer, gastric cancer, ovarian cancer, liver cancer, pancreatic cancer, sarcoma, and glioblastoma. More information is available at . Forward Looking Statements T-Cure cautions you that all statements, other than statements of historical facts, contained in this press release, are forward-looking statements. Forward-looking statements are subject to known and unknown risks, uncertainties, and other factors that may cause our or our industry’s actual results, levels or activity, performance or achievements to be materially different from those anticipated by such statements. The use of words such as “may”, “might”, “will”, “should”, “could”, “expect”, “plan”, “anticipate”, “believe”, “estimate”, “project”, “intend”, “future”, “potential” or “continue”, and other similar expressions are intended to identify forward looking statements. For example, all statements we make regarding (i) the initiation, timing, cost, progress and results of our preclinical and clinical studies and our research and development programs, (ii) our ability to advance product candidates into, and successfully complete, clinical studies, (iii) the timing or likelihood of regulatory filings and approvals, (iv) our ability to develop, manufacture and commercialize our product candidates and to improve the manufacturing process, (v) the rate and degree of market acceptance of our product candidates, (vi) the size and growth potential of the markets for our product candidates and our ability to serve those markets, and (vii) our expectations regarding our ability to obtain and maintain intellectual property protection for our product candidates, are forward looking. All forward-looking statements are based on current estimates, assumptions and expectations by our management that, although we believe to be reasonable, are inherently uncertain. All forward-looking statements are subject to risks and uncertainties that may cause actual results to differ materially from those that we expected. Any forward-looking statement speaks only as of the date on which it was made. We undertake no obligation to publicly update or revise any forward-looking statement, whether as a result of new information, future events or otherwise, except as required by law. View source version on businesswire.com: Contacts T-Cure Bioscience, Inc. IR & Media Contact Rutland Baker (IR@T-cure.com) Source: T-Cure Bioscience, Inc. View this news release online at:

▲速抢免费参会名额 | 大湾区(广州)生物医药创新者峰会 两种T细胞抑制受体PD-1和TIM-3在耗竭性T细胞分化过程中共表达，最近的证据表明它们的串扰调节T细胞耗竭和免疫治疗效果，但其分子机制尚不清楚。最近在Nature communication上发表了一篇题为“Galectin-9 interacts with PD-1 and TIM-3 to regulate T cell death and is a target for cancer immunotherapy”的文章为我们提供了某些线索。研究发现， PD-1通过与TIM-3配体Galectin-9(Gal-9)结合，有助于PD-1+TIM-3+T细胞的持续存在，并减弱了Gal-9/TIM-3诱导的细胞死亡。Gal-9抗体治疗可同时扩增瘤内TIM-3+细胞毒性CD8T细胞和免疫抑制调节性T细胞(Treg cell)，这限制了其效果。而Gal-9抗体与协同刺激受体GITR的激动型抗体联合使用，可耗尽Treg细胞，协同诱导了抗肿瘤活性。此研究工作揭示了PD-1在耗竭T细胞存活中的作用，确立了Gal-9作为肿瘤免疫反应的重要调节因子，是一个极有希望的免疫治疗靶点。小编就这篇最新文章做一个大致介绍。 Gal-9可以与PD-1结合，并且是PD-1的N116位点的糖链介导的 IP/Western和免疫复合物的质谱分析等都确定Gal-9是PD-1的结合蛋白，具有免疫调节活性（图1a）。由于Gal-9是一种动物凝集素，PD-1是一种糖蛋白，它们的结合可能是由糖介导的。研究发现乳糖阻止了Gal-9与PD-1的结合(图1b)， 而且这种结合是直接和特异的 (图1c和1d)。此外，FDA批准的两种针对PD-1的治疗性单克隆抗体pembrolizumab和nivolumab降低了PD-1/PD-L1的结合，但不影响PD-1/Gal-9的结合(图1e)，说明 PD-1与Gal-9的结合位点与两种治疗性抗体的结合位点不同。这些结果表明，Gal-9与PD-1的结合是高度选择性的，并且是由多糖介导的，它不影响PD-1与其同源配体PD-L1的结合，也不影响PD-1和治疗性抗体Pembrolizumab和nivolumab的结合。 图1. Galectin-9是一种PD-1结合蛋白 Gal-9由两个CRD组成，N-末端CRD(N-CRD)和C-末端CRD(C-CRD)，对糖链有相似但不同的特异性。结果表明，Gal-9主要通过其C-CRD与PD-1结合，而N-CRD和C-CRD均介导其与Tim-3的结合。为了确定PD-1上与Gal-9结合的糖基化位点，将PD1上4个可能的糖基化位点(N49、N58、N74和N116)上的天冬酰胺(N)残基分别突变为谷氨酰胺(Q)，发现N116Q突变在很大程度上影响了PD-1与Gal-9的结合(图2)。因此Gal-9/PD-1的相互作用主要由Gal-9的C-CRD和PD-1的N116连接的糖链介导。 图2. Gal-9与PD-1的结合主要由Gal-9的C-CRD和PD-1的N116连接的糖链介导 研究发现PD-1 ECD与TIM-3 ECD有效地竞争与Gal-9 C-CRD结合(图3a)，而不与TIM-3ECD竞争与GAL-9 N-CRD的结合，在低浓度时甚至促进TIM-3 ECD与GAL-9N的结合(图3b)。因此这种竞争会导致TIM-3/Gal-9/Pd-1复合物的形成。Gal-9促进了它们的协同结合，如S型结合曲线所示(图3d)。这进一步得到了DuoLink实验(图3e)和IP/Western(图3f)实验的证实。有趣的是，在没有外源Gal-9的情况下也检测到PD-1/TIM-3的相互作用，这种相互作用不被乳糖(图3g)或不与Gal-9结合的N116Q突变的PD-1 (图3h)所抑制。这些结果表明，这PD-1/TIM-3也可以独立于Gal-9相互作用,通过其细胞内结构域形成异二聚体，而Gal-9使这些二聚体交联形成半乳糖蛋白晶格(图3l)。 图3. TIM-3/Gal-9/PD-1三分子相互作用的表征 Gal-9有助于PD-1+TIM-3+T细胞的持续存在，减弱了Gal-9/TIM-3诱导的细胞死亡 接下来，研究了PD-1/Gal-9相互作用的功能意义。肿瘤组织中大多数TIM-3+T细胞共表达PD-1。这些PD-1+TIM-3+T细胞对Gal-9诱导的凋亡很敏感，但它们确在TME中持续存在，这些提示，共表达的PD-1可抑制Gal-9/TIM-3诱导的T细胞凋亡，为了印证这一点研究人员分别在人Jurkat T细胞中单独或联合表达TIM-3和PD-1和原代T细胞中进行了相关验证实验，数据证实了共表达的PD-1通过促进TIM-3/Gal-9/PD-1晶格的形成来减弱Gal-9/TIM-3诱导的T细胞凋亡，且这种抑制作用是多糖介导的（图4）。该研究表明PD-1对耗竭T细胞群体的存活至关重要。        图4. 共表达PD-1对Gal-9诱导TIM-3+T细胞死亡的保护作用 Gal-9是肿瘤免疫治疗的靶点 Gal-9诱导的T细胞死亡可能与抗癌免疫抑制有关，因此研究人员评估了Gal-9抑制在癌症治疗中的潜力。研究发现Gal-9单抗RG9-1可抑制Gal-9与TIM-3的结合，抑制了Gal-9诱导的T细胞死亡。然而，RG9-1单一疗法在MC-38小鼠结肠癌模型中仅产生温和和短暂的抗肿瘤作用(图5a-c)。推测这可能是由于Gal-9抑制后T细胞共刺激受损所致。通过将抗Gal-9与GITR(TNFRSF共刺激受体家族的一个成员)的激动型抗体DTA-1相结合验证了这一想法，它们的组合在不同的肿瘤模型中协同抑制了肿瘤的生长和延长了总生存期(图5a-f)。因此，这些结果表明Gal-9是肿瘤免疫治疗的靶点，联合抗Gal-9和GITR激动剂可以诱导出强大的抗肿瘤活性。 图5. Gal-9抑制在癌症治疗中的潜力 接下来做了进一步的机制探索。在荷瘤小鼠中抑制Gal-9选择性地扩大了瘤内TIM-3+CD8T细胞和CD4 T细胞的亚群，这也包括免疫抑制的Treg细胞，研究发现Treg细胞在总CD45+TIL中的比例增加(3.8%比1.7%，图6d)，CD8T细胞中CD8T亚群的比例在抗Gal-9处理后增加了两倍以上(图6e)。联合使用抗Gal-9和抗GITR后，CD8T亚群的比例进一步增加(图6e)，而Treg细胞几乎完全丧失(图6d)。因此，抗Gal-9单一疗法扩增了具有效应潜能的CD8T细胞亚群。然而，它的治疗效果可能会因为Treg细胞的共同扩增而受到影响，联合下调Treg细胞的疗法则解决了这一问题。 图6. Gal-9治疗针对特定的肿瘤浸润性T细胞群 炎症细胞因子IFN-β和IFN-γ上调Gal-9表达及分泌 最后调查了Gal-9的表达是否受到免疫调节细胞因子的调节，包括IFN-β、IFN-γ和TNF-α。结果发现在大多数肿瘤细胞系中，IFN-β持续而强烈地诱导GAL-9的表达，而干扰素γ只有微弱的或没有作用，而TNF-α 几乎没有作用(图7a-f)。有趣的是，研究还发现IFN-β促进肿瘤和髓系细胞分泌Gal-9，并且IFN-γ的存在进一步增加了它的分泌(图7h-k)。 图7. 炎症细胞因子IFN-β和IFN-γ上调Gal-9表达及分泌 这些数据揭示了TME中Gal-9介导的获得性免疫抵抗的机制。在生长的肿瘤中，IFN-β由树突状细胞和癌细胞产生，而IFN-γ由激活的CD8T细胞释放。IFN-β和IFN-γ协同作用上调APC和癌细胞及其分泌的Gal-9的表达，从而通过诱导T细胞死亡来抑制抗肿瘤反应(图8)。 图8. 干扰素诱导Gal-9的表达和分泌是肿瘤获得性免疫抵抗的潜在机制 小编总结 本研究提供了PD-1与Gal-9和TIM-3相互作用以减轻Gal-9/TIM-3诱导的PD-1+TIM-3+T细胞凋亡的全新MOA，并证实了炎症细胞因子IFN-β和IFN-γ可以上调Gal-9的表达和分泌，可能是肿瘤获得性免疫抵抗的潜在机制。靶向Gal-9有望作为肿瘤免疫治疗的有效策略，Gal-9是下一代免疫检查点治疗有希望的靶点。 版权声明：本文转自生物制药小编，如不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即删除 【关于药融圈】药融圈围绕我国生物医药产业链，针对生物医药大数据、技术和资本投资、药融园(产业园)等开展系列系统性工作，促进我国生物医药产业健康发展，完善产业链，共同面对全球合作和竞争。 点分享 点点赞点在看