靶向Cbl-b SH2结构域的磷酸化拟肽类正构抑制剂发现:基于优化荧光偏振竞争检测技术的肿瘤免疫治疗新策略

【字体: 时间:2025年09月04日 来源:Journal of Medicinal Chemistry 6.8

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  本研究针对肿瘤免疫治疗中Casitas B系淋巴瘤-b(Cbl-b)负调控TCR信号的关键机制,通过构建高灵敏度荧光示踪剂Tracer 2,建立优化的荧光偏振(FP)检测平台,筛选获得强效磷酸化拟肽类抑制剂Pep 19。该化合物可显著增强Jurkat细胞TCR信号通路及IL-2分泌,并在CT26同源小鼠模型中证实其免疫介导的抗肿瘤效应,为开发靶向Cbl-b SH2结构域的小分子抑制剂提供了先导化合物和技术支撑。

  

在肿瘤免疫治疗领域,T细胞受体(TCR)信号通路的负调控机制一直是科学家们关注的焦点。Casitas B系淋巴瘤-b(Cbl-b)作为关键的E3泛素连接酶,像一位"分子刹车手"般抑制着T细胞的活化。当这个调控机制过度活跃时,会导致肿瘤微环境中T细胞功能衰竭——这正是当前免疫治疗面临的主要瓶颈之一。虽然靶向PD-1/PD-L1的免疫检查点抑制剂已取得突破,但仍有大量患者对治疗无应答,科学家们迫切需要找到新的靶点和干预策略。

中国药科大学李二东(Erdong Li)团队在《Journal of Medicinal Chemistry》发表的研究,将目光聚焦于Cbl-b的SH2(Src homology 2)结构域。这个特殊的"分子口袋"能特异性识别磷酸化酪氨酸(pTyr)位点,是调控Cbl-b功能的关键开关。研究人员设想:如果能设计出精准靶向该结构域的小分子抑制剂,就可能解除TCR信号通路的抑制,重新激活抗肿瘤免疫应答。但实现这一目标面临两大挑战:一是缺乏高效筛选技术,传统方法难以区分真正的正构抑制剂;二是现有肽类抑制剂存在稳定性差、膜穿透性低等问题。

为解决这些难题,研究团队首先基于已知肽类抑制剂Pep 1设计出新型荧光示踪剂Tracer 2,通过系统优化建立了灵敏度提升3倍的荧光偏振(FP)竞争检测体系。这个"分子雷达"能精确捕捉SH2结构域与抑制剂的结合动态,其Z'因子>0.8显示卓越的筛选稳定性。借助该平台,研究人员对磷酸化拟肽类化合物库进行筛选,最终获得先导化合物Pep 19。

在机制研究部分,表面等离子共振(SPR)分析显示Pep 19与Cbl-b SH2结构域的结合解离常数(KD)达0.28 μM,比天然配体亲和力提高20倍。更令人振奋的是,在Jurkat T细胞模型中,Pep 19处理使TCR信号关键分子CD3ζ的磷酸化水平提升3.5倍,IL-2分泌量增加4.2倍,证实其能有效逆转Cbl-b的免疫抑制功能。动物实验则显示,在CT26结肠癌小鼠模型中,Pep 19治疗使肿瘤体积缩小62%,肿瘤浸润CD8+ T细胞比例增加3倍,且未观察到明显毒性。

这项研究的关键技术路线包括:1)基于结构指导设计荧光示踪剂;2)建立优化FP竞争检测体系;3)采用SPR验证结合特性;4)通过Western blot和ELISA分析细胞信号通路;5)构建CT26同源移植瘤模型进行体内验证。

【关键发现】

  1. 1.

    示踪剂设计与FP检测优化:通过将Pep 1的pTyr-Glu-Asn核心序列与荧光素偶联,获得的Tracer 2在FP检测中显示显著信号窗口(mP差值>150),检测限低至0.1 μM。

  2. 2.

    先导化合物发现:构效关系研究揭示,Pep 19的4-膦酸甲基苯丙氨酸替代天然pTyr是关键优化,使其细胞膜穿透性提升5倍。

  3. 3.

    信号通路激活:Pep 19处理使Jurkat细胞中ZAP-70和PLCγ1磷酸化水平分别提升2.8倍和3.1倍,证实其通过TCR-CD3通路发挥作用。

  4. 4.

    体内抗肿瘤效应:在CT26模型中,Pep 19联合PD-1抗体使完全缓解率从20%提升至60%,显示协同治疗潜力。

这项研究的意义不仅在于发现Pep 19这个具有转化潜力的先导化合物,更建立了靶向Cbl-b SH2结构域的标准化筛选平台。特别值得注意的是,Pep 19作为首个被证实具有体内活性的正构(orthosteric)Cbl-b抑制剂,其作用机制不同于常见的变构调节剂,为开发新一代肿瘤免疫治疗药物提供了全新思路。研究人员在讨论中指出,该化合物的拟肽结构虽仍需优化以提高口服生物利用度,但其明确的靶点作用机制和显著的免疫激活效应,使其成为连接基础研究与临床转化的重要桥梁。这项成果也为探索SH2结构域靶向策略在其他免疫调节中的应用提供了范式。

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