上次我们介绍了靶蛋白降解的策略(国自然思路|蛋白稳定性和降解,除了泛素化-蛋白酶体途径外,还有哪些?),今天来看一篇JCI期刊上的研究:Targeted degradation of oncogenic KRASG12V triggers antitumor immunity in lung cancer models靶向降解KRAS G12V触发肺癌模型中的抗肿瘤免疫反应:
非小细胞肺癌(NSCLC)是全球癌症死亡的主要原因之一,其中KRAS是肺腺癌中最常发生的致癌基因。KRAS是肺腺癌中最常发生的致癌基因,KRAS G12C和G12V是最主要的突变形式,直接针对KRAS一直是一个挑战,因为KRAS被认为是一个“不可成药”的靶点。尽管KRAS G12C突变体的靶向治疗取得了进展,但针对KRAS G12V的研究较少,缺乏特异性抑制剂。本研究利用降解标签(dTAG)系统,针对KRAS G12V进行靶向降解,并研究其对肿瘤微环境(TME)的影响。说明:降解标签(dTAG)系统是一种用于实现目标蛋白质快速、特异性降解的技术。这一系统通过小分子化合物(称为dTAG分子)来招募E3泛素连接酶,从而标记目标蛋白质进行泛素化,并最终通过蛋白酶体途径将其降解。dTAG系统的优势在于它能够快速、特异性地降低目标蛋白质水平,包括那些传统上难以降解的蛋白质。研究团队通过dTAG系统实现了KRAS G12V的特异性降解,并在小鼠模型中评估了其对肿瘤生长和TME的影响。研究发现,KRAS G12V的降解能够抑制肿瘤生长,改变TME,并激活抗肿瘤免疫反应,特别是增强了CD8+T细胞的活性;此外,通过单细胞RNA测序技术,研究揭示了KRAS G12V降解对免疫细胞亚群的影响,包括M1型巨噬细胞增加和M2型巨噬细胞减少,以及对B细胞亚群的影响。最后,通过体内中和抗体实验证实了KRAS G12V降解引发的抗肿瘤免疫反应部分依赖于CD8+T细胞。
为了探究KRAS G12V降解的机制和效果,研究团队使用dTAG系统诱导FKBP12F36V-KRASG12V融合蛋白降解的实验,检测了HA标签和下游信号通路的变化。发现dTAG分子能够特异性地降解FKBP12F36V-KRASG12V融合蛋白,并伴随下游pERK信号的显著下降,说明dTAG系统能够有效降解KRAS G12V并抑制其信号通路。为了评估KRAS G12V降解对肿瘤生长的影响,研究团队在FKBP12F36V-KRASG12V基因工程小鼠模型(GEMM)中进行dTAG治疗的实验,检测了肿瘤体积和生存率的变化。发现dTAG治疗显著减小了肿瘤体积并延长了小鼠的生存期,说明KRAS G12V的降解能够显著抑制肿瘤生长并提高生存率。第三部分:KRAS G12V降解对肿瘤微环境和免疫反应的影响为了探究KRAS G12V降解对肿瘤微环境(TME)和免疫反应的影响,研究团队开展了单细胞RNA测序和流式细胞术分析,检测了肿瘤浸润性免疫细胞的变化。发现KRAS G12V降解能够增加效应和细胞毒性CD8+T细胞的数量,促进M1型巨噬细胞的增加,减少M2型巨噬细胞,以及影响B细胞的不同亚型,说明KRAS G12V降解能够重编程TME,增强抗肿瘤免疫反应。
第四部分:KRAS G12V降解的抗肿瘤免疫依赖性为了确定KRAS G12V降解引发的抗肿瘤免疫反应是否依赖于特定的T细胞亚群,研究团队开展了体内中和抗体实验,检测了CD8+T细胞和CD4+T细胞对dTAG治疗效果的影响。发现耗竭CD8+T细胞能够显著降低dTAG治疗效果,而CD4+T细胞的耗竭没有显著影响,说明KRAS G12V降解引发的抗肿瘤免疫反应部分依赖于CD8+T细胞。最后我们简单总结一下。
我们看到这篇文章从研究内容上并不复杂,但与我们平时自己做的课题相比还是有很多亮点,首先是临床问题的选择,KRAS突变是肺癌等肿瘤的常见突变,而临床用的靶向治疗的抑制剂针对的是G12C这个突变,而G12V的研究少很多,所以是未被满足的临床痛点;另外,药物开发一般比较常见的靶点特性是激酶(走抑制剂、激动剂这条路)、膜蛋白、分泌性蛋白(走抗体这条路)等,因此KRAS G12V的突变体还没有好办法,所以正好适用靶蛋白降解的这个策略,之前我们介绍过的PROTACs、AUTACs等。
所以研究团队就开发了KRAS G12V突变体的降解标签(dTAG)系统,然后就是对dTAG的评价:包括了对KRAS G12V突变体的蛋白降解、基因敲除小鼠模型GEMM等,既包括肿瘤大小、小鼠生存率的影响,也通过单细胞测序揭示dTAG对肿瘤微环境的影响(这里主要是巨噬细胞和CD8+T细胞),但是我们也看到并没有展示对体外细胞系的影响,最后研究发现dTAG抑制肿瘤的作用是需要CD8+T细胞的,为了证明这一点,他们通过中和抗体发现是部分依赖于CD8+T细胞的。
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