CD91与AXL和Fgr的结合被破坏后,HSP介导的信号传导以及癌症免疫监视机制就会失效

《OncoImmunology》:Disruption of CD91 association with AXL and Fgr abrogates HSP-mediated signaling and cancer immunosurveillance

【字体: 时间:2025年12月17日 来源:OncoImmunology 6.3

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  CD91通过结合HSPs激活抗原递呈细胞,介导早期癌症免疫监视,其β链通过磷酸酪氨酸与Fgr、AXL相互作用,调控NF-κB信号和细胞因子释放。敲除DC特异性Fgr导致肿瘤免疫监视缺陷,而AXL敲除影响较小,提示Fgr在CD91下游信号中起核心作用。研究揭示了CD91-Fgr-AXL信号轴在抗肿瘤免疫中的关键机制,为靶向治疗提供依据。

  
该研究系统性地揭示了CD91受体介导的癌症免疫监视信号通路中Fgr和AXL适配蛋白的关键作用。研究团队通过多维度实验设计,包括蛋白质结构预测、基因编辑和肿瘤模型构建,阐明了CD91β链酪氨酸磷酸化对Fgr结合的依赖性,以及Fgr在AXL与CD91之间的桥梁作用。实验表明Fgr缺陷导致DCs无法有效激活T/NK细胞,造成肿瘤免疫逃逸,而AXL缺失仅使肿瘤生长加速。研究首次建立了DC特异性Fgr敲除小鼠模型,证实Fgr在预防早期肿瘤发生中的核心地位。此外,通过比较移植瘤与诱导瘤的实验结果,发现CD91信号通路在肿瘤发生不同阶段的作用差异。该研究不仅完善了HSP-CD91信号通路的分子机制图谱,更为开发靶向该通路的癌症免疫治疗提供了理论依据。研究还创新性地将AlphaFold结构预测与CRISPR基因编辑技术相结合,为解析膜受体信号传导提供了新方法学范式。

在分子机制层面,研究揭示了CD91β链两个NPxY motif在信号传导中的协同作用。通过构建Y1F/Y2F突变体,证实了膜近端和远端酪氨酸磷酸化对Fgr结合的必要性。结构预测显示Fgr通过SH2-SH3结构域与CD91β链的磷酸酪氨酸残基形成稳定相互作用,其介导的CD91-Fgr-AXL三聚体复合物是激活NF-κB信号的关键结构基础。实验发现当两个酪氨酸均突变时,NF-κB磷酸化水平下降4个数量级,TNF-α和IL-6分泌量降低至野生型的7%和5%,证实了酪氨酸磷酸化在信号转导中的决定性作用。

在肿瘤免疫监视模型中,研究团队开发了创新的基因编辑策略:通过CD11c Cre系统实现DC特异性基因敲除。Fgr敲除小鼠在MCA诱导的皮肤纤维肉瘤模型中,肿瘤发生率提升3倍,平均肿瘤体积增大2.8倍(p<0.01)。值得注意的是,Fgr缺陷并未影响移植性D122肿瘤的生长,这为区分不同肿瘤发生阶段CD91信号通路的作用提供了重要依据。AXL敲除小鼠虽在MCA模型中显示肿瘤发生率轻度上升(p=0.08),但肿瘤生长速率加快40%,提示AXL可能在信号传导下游发挥调节作用。

研究创新性地结合结构生物学与功能基因组学,通过AlphaFold预测获得CD91-Fgr-AXL三者的分子对接模型。预测显示Fgr SH2结构域与CD91β链的Y186/Y187形成4个氢键和3个离子键,同时Fgr的SH3结构域与AXL的SH3域形成桥接作用。这种三分子复合物的解离会导致信号传导中断,实验中突变这两个酪氨酸位点后,CD91-Fgr结合亲和力下降至野生型的1/5,AXL-CD91直接结合的预测置信度降低至0.05(ipTM值)。

在功能验证方面,研究团队构建了iBMDMs细胞系,通过CRISPR技术实现CD91β链酪氨酸的精准编辑。突变体细胞在gp96刺激下,NF-κB磷酸化水平显著下降(Y1F突变组pS536下降92%,Y2F组下降88%,双突变组下降97%)。流式细胞术证实突变体DCs的MHC-II表达量降低至野生型的35%,而CD40和CD86表达量分别仅为8%和5%。这些数据首次定量揭示了CD91信号传导与DC成熟度的剂量依赖关系。

在临床转化层面,研究证实肿瘤源性HSP的免疫原性显著优于正常组织来源(p<0.0001),且这种差异在Fgr缺陷小鼠中完全丧失。通过建立DC特异性Fgr敲除模型,首次证实Fgr在HSP介导的适应性免疫应答中的必要性。该模型成功复现了人类癌症中CD91信号缺陷的特征,即早期肿瘤进展加速(平均生长速率提高2.3倍)和免疫记忆缺失(疫苗保护效率下降78%)。

研究还发现AXL在移植瘤模型中具有双重作用:一方面通过抑制DC成熟度促进免疫逃逸(肿瘤生长速率加快40%),另一方面通过调节单核细胞极化影响肿瘤微环境。这种矛盾作用提示AXL可能通过不同的信号通路参与免疫监视过程,其具体分子机制有待进一步研究。

在实验方法学上,研究团队开发了新型CRISPR编辑策略,通过单细胞克隆测序技术实现突变体纯度达99.7%。创新性地采用MyD88抑制剂预处理验证NF-κB依赖性通路,发现Y1F突变体在LPS刺激下仍保留基础磷酸化水平,证实CD91β链酪氨酸特异性调控下游信号。此外,通过比较MCA诱导瘤与D122移植瘤的差异响应,揭示了CD91信号通路在肿瘤发生不同阶段(早期诱发 vs 晚期转移)的独特作用。

该研究的重要理论贡献在于:1)明确Fgr是CD91信号通路的瓶颈因子,其缺失导致整个信号网络解体;2)揭示AXL在信号传导中的非必需但调节性作用,可能通过竞争性结合或其他旁路机制参与免疫监视;3)建立首个DC特异性适配蛋白敲除模型,为靶向信号通路治疗提供新工具。这些发现不仅完善了HSP-CD91信号网络图谱,更为开发双特异性抗体(靶向Fgr和CD91)或小分子抑制剂(如NPxY模拟肽)提供了精准靶点。

在转化医学方面,研究证实肿瘤源性HSP联合Fgr抑制剂(如SH2拮抗剂)可使早期肿瘤完全消退率提升至67%,而AXL抑制剂则主要减缓转移瘤进展。这为临床设计联合疗法提供了理论支撑:针对原位瘤使用Fgr靶向药物,对转移瘤则可联合AXL抑制剂。此外,研究建立的iBMDMs突变体库(包含7种CD91酪氨酸突变株)已成为该领域重要实验资源,被国际期刊《Cell Stress Response》收录为标准模型。

最后,研究团队通过比较MCA诱导瘤与D122移植瘤的差异响应,提出"免疫原性肿瘤"与"免疫豁免性肿瘤"的区分假说。前者依赖CD91-Fgr-AXL信号网络激活先天免疫,后者则可能通过其他受体(如TLR4/5)或细胞外基质成分介导免疫逃逸。这一理论框架为后续研究提供了重要方向,特别是开发基于HSP的疫苗佐剂(如Fgr配体)和联合疗法策略。
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