ULBP1蛋白：NKG2D配體潛力成員，多種血液和實(shí)體腫瘤CAR-T治療靶點(diǎn)！
日期：2023-04-28 09:20:13
近日，一篇發(fā)表在血液瘤《The Lancet Haematology》知名雜志的研究報(bào)道，多劑CYAD-01治療反復(fù)發(fā)作/難治性急性髓性白血病（AML）、骨髓增生異常綜合征（MDS）或多發(fā)性骨髓瘤（MM）患者，顯示出一定程度的療效和安全性 [1]。CYAD-01是一種基于NKG2D受體的CAR-T細(xì)胞治療，NKG2D受體可以識(shí)別表達(dá)在大多數(shù)實(shí)體瘤和血癌細(xì)胞表面的8種不同的配體（MICA、MICB；ULBP1-ULBP6），導(dǎo)致它可以同時(shí)靶向多種不同的癌癥。
NKG2D配體（NKG2D Ligands，NKG2DL）在廣泛的血液惡性腫瘤中過(guò)表達(dá)。據(jù)CYAD-01的I期臨床數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)CAR T細(xì)胞療法靶向NKG2D配體可提高對(duì)這些腫瘤的治療效果。ULBP1，作為NKG2D配體成員之一，在多種血液和實(shí)體腫瘤中高表達(dá)，使用NKG2D CAR-T靶向方法，有望增強(qiáng)對(duì)高表達(dá)ULBP1的腫瘤細(xì)胞的抗腫瘤活性。今天，我們一起探究ULBP1作為NKG2D配體潛力成員，在癌癥治療中的新機(jī)遇！
1. 什么是NKG2D Ligands家族蛋白？
NKG2D ligands（NKG2DLs）家族蛋白即NKG2D所識(shí)別的配體，主要包括六種巨細(xì)胞病毒UL16結(jié)合蛋白1-6（ULBP1、ULBP2、ULBP3、ULBP4、ULBP5、ULBP6）和MHC I鏈相關(guān)分子A和B（MICA、MICB）[2]。正常情況下，NKG2DLs在健康細(xì)胞表面表達(dá)相對(duì)較低。當(dāng)細(xì)胞發(fā)生應(yīng)激，例如在感染或惡性轉(zhuǎn)化，NK細(xì)胞就能通過(guò)NKG2D-NKG2DLs形式結(jié)合并殺傷應(yīng)激細(xì)胞（圖1）[3]。
大量研究已證實(shí)，NKG2D/NKG2DL軸參與NK細(xì)胞的抗腫瘤作用。因而，NKG2DLs成為腫瘤免疫治療的分子潛力靶點(diǎn)。事實(shí)上，鑒于NKG2D配體在腫瘤組織表達(dá)的特異性，目前已開(kāi)發(fā)出基于靶向NKG2D配體的CAR-T療法，該CAR-T在臨床前和臨床試驗(yàn)中被應(yīng)用于腫瘤的治療，展現(xiàn)出了優(yōu)越的抗腫瘤效果和良好的安全性 [4]。
圖1. NKG2DL在腫瘤中高表達(dá) [3]
2. 什么是ULBP1？
UL16結(jié)合蛋白-1（UL16-binding protein 1，ULBP1）是NKG2D ligand家族蛋白的成員之一，亦稱NKG2DL，屬于MHC-I類相關(guān)分子的新家族。ULBP1編碼基因位于6q24.2-6q25.3。ULBPs都具有相似的結(jié)構(gòu)特征，包括一個(gè)信號(hào)肽序列、一個(gè)α1域、一個(gè)α2域和一個(gè)細(xì)胞膜錨定區(qū)域 （圖2） [5]。ULBP1-4不含跨膜結(jié)構(gòu)域，只能通過(guò)GPI與細(xì)胞膜相連。各ULBPs分子與受體NKG2D的親和力不同。ULBP1蛋白可以通過(guò)結(jié)合NKG2D激活NK細(xì)胞、CD8+ T細(xì)胞和γδT細(xì)胞，從而參與免疫監(jiān)視和免疫清除的過(guò)程。已有研究證實(shí)，NKG2D和ULBP1配體在多種腫瘤中相互作用，在免疫細(xì)胞靶向并殺傷細(xì)胞中起重要作用 [6]。
圖2. 人和鼠NKG2D ligands的結(jié)構(gòu) [5]
3. ULBP1在NKG2D/NKG2DL系統(tǒng)中的作用機(jī)制
大量研究已揭示，NKG2D/NKG2DL系統(tǒng)在腫瘤免疫治療中扮演重要作用。該系統(tǒng)可誘導(dǎo)癌細(xì)胞表達(dá)NKG2DL，使得這些細(xì)胞易受NK細(xì)胞殺傷，充分說(shuō)明NKG2D/NKG2DL系統(tǒng)在腫瘤免疫排斥和監(jiān)測(cè)中的作用，使該系統(tǒng)成為免疫治療的重要靶點(diǎn)（點(diǎn)擊查看“NKG2D，一個(gè)極具潛力的CAR-T和CAR-NK靶點(diǎn)”相關(guān)報(bào)道文章）。然而，NKG2DL誘導(dǎo)所涉及的機(jī)制在很大程度上是未知的。
為了解誘導(dǎo)癌細(xì)胞表達(dá)NKG2DL的機(jī)制，一項(xiàng)研究首次報(bào)道了ULBP1基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)功能特征。研究表明，Sp3和Sp1在ULBP1啟動(dòng)子活性和蛋白質(zhì)表達(dá)中發(fā)揮著重要作用。這些轉(zhuǎn)錄因子在體外和體內(nèi)都能與位于ULBP1基因最小啟動(dòng)子的CRE(1)位點(diǎn)結(jié)合，證明了ULBP1的表達(dá)嚴(yán)格依賴于Sp1/Sp3的活性 [7]。
此外，在HeLa和HEK293細(xì)胞中，突變或刪除Sp1/Sp3結(jié)合位點(diǎn)會(huì)幾乎完全抑制ULBP1啟動(dòng)子的活性，進(jìn)而影響對(duì)癌細(xì)胞或感染細(xì)胞的免疫反應(yīng)。研究結(jié)果還表明，ULBP1的表達(dá)可能受AP-2α的調(diào)節(jié)，AP-2α下調(diào)HeLa細(xì)胞中ULBP1的表達(dá)（圖3） [7]。
另有研究發(fā)現(xiàn)，丙型肝炎病毒蛋白NS3/4A抑制了ULBP1啟動(dòng)子的活性，并且這一抑制作用隨著NS3/4A表達(dá)量的增加而增加 [8]。此外，IL15可通過(guò)激活NK細(xì)胞ULBP1/NKG2D信號(hào)，抑制食管癌細(xì)胞的遷移和侵襲 [9-10]。
圖3. ULBP1轉(zhuǎn)錄調(diào)控模型 [7]
4. ULBP1在腫瘤中的作用
NKG2DL的表達(dá)在特定腫瘤或感染細(xì)胞中存在顯著差異，也就是說(shuō)，不同的刺激或病理狀態(tài)可能引起不同NKG2DL的表達(dá)。陸續(xù)研究表明，ULBP1在多種類型的腫瘤細(xì)胞，包括白血病、淋巴瘤、黑色素瘤、乳腺癌、肺癌和胃癌等表達(dá)上調(diào) [11-13]。ULBP1與NK細(xì)胞和T細(xì)胞上的NKG2D的相互作用可以激活它們對(duì)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性活動(dòng)。
在原發(fā)性神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中，存在MICA和ULBP1、ULBP2、ULBP3表達(dá)，但極少表達(dá)MICB [14-15]。在原發(fā)性白血病和惡性黑色素瘤中，主要表達(dá)ULBP分子。在卵巢癌細(xì)胞中，MICA、ULBP1、ULBP3低水平表達(dá)，而ULBP2表達(dá)水平較高 [16-17]。
在卵巢癌和頭頸部鱗癌中，ULBP1表達(dá)水平與患者生存率呈正相關(guān) [18-20]；而在結(jié)直腸癌和胰腺癌中，ULBP1表達(dá)水平與患者生存率呈負(fù)相關(guān) [21-22]。進(jìn)一步研究提示，p53可以明顯上調(diào)人NKG2D配體ULBP1、ULBP2在腫瘤細(xì)胞表面的表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)NK細(xì)胞的殺傷作用 [23]。
在白血病或淋巴瘤中，存在非常廣泛的ULBP1表達(dá)水平。研究人員發(fā)現(xiàn)，淋巴瘤細(xì)胞表達(dá)高水平的ULBP1時(shí)更容易被γδ T細(xì)胞攻擊。在不同的淋巴瘤患者中，ULBP1的表達(dá)水平存在很大差異，提示ULBP1可作為生物標(biāo)志物，預(yù)測(cè)哪些患者會(huì)對(duì)γδ T細(xì)胞免疫療法產(chǎn)生良好的反應(yīng) [24]。
5. ULBP1的臨床在研藥物
目前，一些針對(duì)ULBP1的臨床在研藥物已經(jīng)進(jìn)入到臨床試驗(yàn)階段 （表1）。例如，美國(guó)Celyad公司開(kāi)發(fā)的靶向ULBP1的CAR-T藥物（CYAD-01，又名CAR-T NKG2D）已處于臨床2期。早期臨床數(shù)據(jù)已顯示，CYAD-01在針對(duì)復(fù)發(fā)難治性AML的臨床試驗(yàn)中，出現(xiàn)第一個(gè)CR（完全緩解）的患者，其結(jié)果令人振奮。此外，抗ULBP1單抗也處于早期開(kāi)發(fā)階段，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年將進(jìn)入臨床試驗(yàn)。這些基于NKG2D/NKG2DL系統(tǒng)的靶向藥物的成功研發(fā)和應(yīng)用，將為血液腫瘤治療提供新的方向和希望！
| 藥物名稱 | 靶點(diǎn) | 作用機(jī)制 | 藥物類型 | 在研適應(yīng)癥 | 在研機(jī)構(gòu) | 全球最高研發(fā)狀態(tài) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CYAD-01 | ULBP1 | ULBP1調(diào)節(jié)劑 | CAR-T | 骨髓增生性疾病； 急性髓性白血病； 多發(fā)性骨髓瘤； 骨髓增生異常綜合征； 結(jié)直腸癌； 結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移； 結(jié)腸癌 |
Dartmouth College；Ono Pharmaceutical Co., Ltd.；Celyad Oncology SA | 臨床2期 |
| Anti-NKG2DL gamma delta CAR-T cell therapy | ULBP1 | T淋巴細(xì)胞替代物；基因轉(zhuǎn)移；ULBP1抑制劑 | CAR-T | 結(jié)直腸癌；鼻咽癌；腫瘤；前列腺癌；肉瘤；胃癌 | CytoMed Therapeutics Ltd. | 臨床1期 |
| KYK-2.0 IgG1 (NCI) | ULBP1 | ULBP1抑制劑 | ULBP1抑制劑 | / | / | 藥物發(fā)現(xiàn) |
表1. ULBP1臨床研究進(jìn)展
為鼎力協(xié)助各藥企針對(duì)ULBP1在血液及實(shí)體瘤臨床中的研究，CUSABIO推出ULBP1活性蛋白產(chǎn)品（CSB-MP887177HU；CSB-MP887177HUj1-B)，助力您在ULBP1機(jī)制方面的研究或其潛在臨床價(jià)值的探索。
ULBP1 蛋白：
● Recombinant Human UL16-binding protein 1(ULBP1) (Active) (CSB-MP887177HU)
● RRecombinant Human UL16-binding protein 1(ULBP1),Biotinylated (Active) (CSB-MP887177HUj1-B)
參考文獻(xiàn)：
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