靶向PTPRS膜近端Fn9结构域的抗体通过调控蛋白聚糖开关抑制类风湿关节炎滑膜成纤维细胞迁移

研究人员针对类风湿关节炎(RA)中PTPRS(蛋白酪氨酸磷酸酶受体σ)活性抑制导致的滑膜成纤维细胞(FLS)侵袭性表型，通过靶向PTPRS膜近端纤维连接蛋白III型9(Fn9)结构域的抗体(13G5等)，揭示了该结构域在调控PTPRS寡聚化和与SDC4(多配体蛋白聚糖4)相互作用中的关键作用。研究发现13G5抗体能有效抑制FLS迁移，其作用机制与破坏PTPRS/SDC4共定位和PTPRS寡聚化相关，为开发新型RA治疗策略提供了新靶点。

　　

在类风湿关节炎(RA)的病理过程中，滑膜成纤维细胞(FLS)的异常激活和侵袭性迁移是导致关节破坏的关键因素。这些细胞在疾病状态下获得类似肿瘤细胞的特性，能够侵蚀软骨和骨组织。近年研究发现，蛋白酪氨酸磷酸酶受体σ(PTPRS)的活性抑制与FLS的侵袭性表型密切相关。PTPRS作为受体型蛋白酪氨酸磷酸酶(RPTP)家族成员，其活性受细胞外结构域(ECD)与硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPG)相互作用的调控，这一过程被称为"蛋白聚糖开关(PG switch)"。虽然已知PTPRS的N端免疫球蛋白样1和2结构域(Ig1&2)参与这一调控，但其他ECD区域的作用仍不清楚。

美国加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的研究团队在《Journal of Biological Chemistry》发表的研究中，聚焦于PTPRS膜近端纤维连接蛋白III型9结构域(Fn9)的功能探索。研究人员采用多种技术手段，包括生物层干涉技术(BLI)测定抗体亲和力、氢氘交换质谱(HDX-MS)定位表位、邻近连接分析(PLA)检测蛋白相互作用、转基因小鼠模型等，系统研究了靶向Fn9结构域的抗体对PTPRS活性和FLS迁移的影响。

抗PTPRS单克隆抗体13G5抑制mFLS迁移的PTPRS和SDC4依赖性机制
研究发现三种靶向PTPRS Fn9结构域的抗体(13G5、22H8、49F2)中，尽管共享相似表位，但只有13G5能显著抑制小鼠和人类RA来源FLS的迁移。通过基因敲除实验证实，13G5的作用依赖于PTPRS和SDC4的存在。PLA分析显示，13G5能有效破坏PTPRS与SDC4的共定位以及PTPRS分子间的寡聚化，其效果与已知的Ig1&2诱饵蛋白相当。

抗PTPRS抗体共享PTPRS近膜区的表位
HDX-MS和免疫共沉淀实验精确定位了三种抗体的结合表位位于Fn9结构域的¹¹⁴⁶QSPVPVQ¹¹⁵²环区。通过构建该区域的突变体(Fn9mut)，研究人员证实这一表位对13G5的功能至关重要。表位分型实验进一步验证了三种抗体对同一表位的竞争性结合。

抗PTPRS抗体亚型影响其体外效力
研究发现13G5(IgG2b/κ)与22H8(IgG1/κ)的活性差异部分源于抗体亚型。通过构建恒定区交换的嵌合抗体(13G5^IgG1和22H8^IgG2b)，发现IgG1亚型能显著增强13G5的亲和力，使其在更低浓度(50nM)下即表现出活性，而亚型转换未能赋予22H8新的功能，表明除亲和力外，抗体可变区的特性也决定其生物学效应。

单链抗PTPRS抗体片段降低mFLS迁移、PTPRS/SDC4邻近性和PTPRS聚集
研究人员构建了13G5和22H8的单链可变片段(scFv)-Fc融合蛋白。尽管22H8完整抗体无效，但其scFv版本与13G5 scFv均能抑制FLS迁移并破坏PTPRS/SDC4相互作用，提示去除恒定区可能改变抗体的功能特性。

可溶性PTPRS Fn9结构域作为诱饵置换PTPRS/SDC4结合
Fn9-Fc融合蛋白在体外实验中表现出与13G5相似的功能，能抑制FLS迁移并破坏PTPRS寡聚化，证实Fn9结构域本身具有调控PG开关的潜力。

13G5^IgG1减轻体内关节炎严重程度并改善组织学参数
在K/BxN血清转移诱导的关节炎(STIA)模型中，13G5^IgG1治疗显著降低了临床评分，改善了关节组织的病理改变，包括蛋白聚糖损失减少和骨侵蚀减轻。

这项研究首次揭示了PTPRS Fn9结构域在调控PG开关中的关键作用，拓展了我们对RPTP活性调控机制的认识。研究发现靶向Fn9的抗体能通过破坏PTPRS与SDC4的相互作用来恢复PTPRS活性，为开发新型RA治疗策略提供了多个潜在方向：优化抗体恒定区工程、开发双功能抗体、基于Fn9结构的药物设计等。特别值得注意的是，尽管Fn9与已知的GAG结合位点位于结构域两侧，其抗体仍能远程影响PG开关，这提示ECD各结构域间可能存在复杂的构象调控网络。该研究不仅为RA治疗提供了新思路，也为理解RPTP家族其他成员的功能调控机制提供了重要参考。