9-氨基吖啶类化合物通过靶向FoxP3选择性下调调节性T细胞功能:肿瘤免疫治疗新策略

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:iScience 4.6

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  本研究针对肿瘤微环境中调节性T细胞(Treg)介导的免疫抑制难题,通过高通量筛选发现9-氨基吖啶类化合物可特异性靶向转录因子FoxP3,破坏其DNA结合能力,从而解除Treg对效应T细胞的抑制。该研究为开发选择性Treg抑制剂提供了新思路,并在患者样本和小鼠模型中验证了其增强抗肿瘤免疫的潜力。

  

在肿瘤免疫治疗领域,调节性T细胞(Treg)如同一把双刃剑——它们虽能维持免疫稳态防止自身免疫病,却也是肿瘤免疫逃逸的"帮凶"。肿瘤微环境中高比例的FoxP3+ Treg与多种癌症的不良预后密切相关。然而,由于Treg与效应T细胞(Teff)共享众多信号通路,开发选择性靶向Treg的药物一直面临巨大挑战。目前针对表面标志物如CD25或CTLA-4的抗体疗法虽有一定效果,但可能引发严重副作用。更棘手的是,作为Treg lineage-defining分子的转录因子FoxP3,因其作为细胞内靶点的特性,使得小分子抑制剂开发进展缓慢。

挪威奥斯陆大学医院癌症免疫学系Kjetil Taskén团队通过创新性研究,在《iScience》发表了突破性成果。研究人员建立了一套基于原代T细胞的高通量流式筛选平台,从1522种已上市药物中鉴定出抗疟药奎纳克林(quinacrine)能显著下调FoxP3表达。通过结构优化和机制解析,最终发现一组9-氨基吖啶衍生物能特异性干扰FoxP3-DNA结合,解除Treg的免疫抑制功能,为肿瘤免疫治疗提供了新策略。

研究采用高通量流式细胞术筛选、计算机辅助药物设计、表面等离子共振(SPR)结合分析、电泳迁移率变动分析(EMSA)、染色质免疫沉淀(ChIP-qPCR)等技术,并在乳腺癌患者淋巴结样本和慢性淋巴细胞白血病(CLL)患者外周血单个核细胞(PBMC)中验证了化合物效果,最终通过Panc02小鼠胰腺癌模型完成体内验证。

筛选发现奎纳克林可调控FoxP3表达
研究人员建立的表型筛选体系能在16小时内检测化合物对CD4+T细胞中FoxP3表达的影响。从Prestwick库筛出的奎纳克林二盐酸盐二水合物(QDD)展现出浓度依赖性FoxP3下调,半数抑制浓度(IC50)<5μM。值得注意的是,其他氨基喹啉类抗疟药如羟氯喹等效果显著较弱,提示9-氨基吖啶骨架的特异性。

结构优化获得高效衍生物
通过计算机模拟和亚库筛选,研究人员发现MP4和MP5等衍生物活性提升5倍以上(IC50<1μM)。结构-活性关系(SAR)分析揭示:9位氨基取代的吖啶环是核心药效团,而将7位甲氧基移至2位(如MP4)可显著增强水溶性和活性。

选择性解除Treg抑制功能
功能实验显示,QDD和MP4处理后的Treg表面标志物CD25、CTLA-4、LAG3和PD-1表达显著降低。在抑制实验中,经2.5μM QDD或2μM MP4预处理的Treg丧失了对Teff增殖的抑制能力,且Teff的肿瘤坏死因子α(TNFα)分泌恢复。磷酸化流式检测发现MP4能选择性抑制Treg中NF-κB p65 Ser536和核糖体S6蛋白(S6-Rp)的磷酸化,而对Teff影响较小。

直接靶向FoxP3-DNA相互作用
SPR分析证实活性化合物可直接结合FoxP3蛋白,结合常数(KD)与细胞活性一致。EMSA和AlphaScreen实验显示,QDD和MP4能浓度依赖性干扰FoxP3与其靶DNA序列结合。ChIP-qPCR证实MP4处理可减少FoxP3在自身及STAT3启动子区的富集,导致下游基因表达下调。

增强肿瘤免疫应答
在乳腺癌患者淋巴结样本中,2μM MP4处理48小时可使FoxP3+细胞比例下降,伴随CD4+/CD8+T细胞活化标志CD69和细胞因子分泌增加。在Panc02小鼠模型中,12.5mg/kg MP4治疗使肿瘤内Treg减少50%,显著抑制肿瘤生长(但对免疫缺陷鼠无效),且与抗PD-1联用显示出叠加效应。

这项研究首次系统证实9-氨基吖啶类化合物可通过直接靶向FoxP3解除Treg介导的免疫抑制。相比生物制剂,这类小分子具有更好的组织渗透性,且MP4等优化化合物展现了良好的选择性和安全性。尽管存在潜在DNA嵌入活性等局限,该研究为开发新一代免疫检查点调节剂奠定了坚实基础,特别是为"冷肿瘤"免疫治疗提供了新思路。未来研究可进一步优化化合物药代动力学特性,并探索与其他免疫疗法的协同效应。

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