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【靶点聚焦】【靶点新势力】聚焦CD93,陈列平团队的新发现又有什么不同?

2021-08-11 10:45    浏览量:1859

2021年7月28日,耶鲁大学医学院陈列平教授、科罗拉多大学安舒茨医学分校 Zhu Yuwen 教授等在 Science Translational Medicine期刊上发表的最新研究表明:阻断CD93能够促使肿瘤血管系统正常化,促进药物递送、提高免疫治疗效果。


CD93的结构



CD93的结构 (Structure prediction last updated on 1 July 2021 with AlphaFold v2.0)


CD93 C1q R1C1q RC1q RPMXRA4 ECSM3)是一种跨膜糖蛋白,由C型凝集素结构域、表皮生长因子(EGF)样结构域、高度糖基化的粘蛋白样结构域组成的胞外区结构域(24-580位氨基酸序列),跨膜结构域(581-601位氨基酸序列)和短细胞质结构域(601-652位氨基酸序列)组成,主要表达于内皮细胞、血小板、干细胞和骨髓细胞(粒细胞和单核细胞)



CD93&炎症免疫相关疾病



早期的研究认为CD93是免疫分子,参与免疫细胞的黏附和穿越,与各种炎症和免疫相关疾病(包括哮喘)有关。2020年,已一篇发表在Scientific reports期刊的研究发现在体外和体内模型中,过敏性哮喘与CD93表达和血清水平的显著变化相关,研究团队对CD93相关气道炎症的级联反应机理进行了假设和部分证实:过敏原HDM(屋尘螨)刺激诱导细胞因子尤其IL-6TSLPmRNA和蛋白水平的产生,导致支气管上皮细胞中表达的CD93以可溶性形式脱落到血清中。因此,在过敏刺激下的血清中可以检测到CD93揭示了CD93在预测人类哮喘方面有潜在作用。




CD93相关气道炎症的级联反应机理



CD93&实体瘤免疫治疗

血管生成是恶性肿瘤发生发展的关键步骤,科学界已有共识。肿瘤血管是实体肿瘤细胞的营养通道和转移途径,当肿瘤体积大于2mm时,开始分泌VEGFVascular Endothelial Growth Factor, 血管内皮细胞生长因子),使其迅速生长并提供转移途径。通过阻断肿瘤血管的生长,是抑制肿瘤生长、阻止转移最有效的方法。目前,针对VEGF的抗肿瘤治疗已经为实体瘤患者带来临床获益。



VEGF在血管生成不同阶段的持续表达


CD93是在血管内皮中优先表达的高度糖基化跨膜蛋白,参与内皮细胞的增殖、迁移和新生血管生成,因在肿瘤血管的内皮细胞高表达而在非增殖的内皮细胞低表达,被鉴定为人类原发性肿瘤血管生成的前20个核心基因之一。

2021728日,耶鲁大学医学院陈列平教授、科罗拉多大学安舒茨医学分校 Zhu Yuwen 教授等在 Science Translational Medicine期刊上发表的最新研究,通过比较体内VEGF抑制剂治疗下肿瘤的基因表达谱分析,发现CD93VEGF抑制中下调的候选受体,也是介导血管正常化的潜在靶点,同样证实了CD93在内皮细胞中的促血管生成作用。


 

CD93是受VEGF信号调控的肿瘤血管受体蛋白


CD93最初被认定是补体因子C1q的受体,然而,已有研究指出CD93并不与C1q受体结合。为了确定CD93的上游机制,研究团队利用GSRA技术(一种高通量基因表达系统,能够显示数千种跨膜和分泌蛋白,以研究蛋白质-蛋白质相互作用)和一系列受体-配体实验,确定了CD93的唯一阳性配体——IGFBP7(胰岛素样生长因子结合蛋白7)。缺氧和VEGF可诱导肿瘤血管中IGFBP7的表达,IGF1RIGFBP7的受体,IGFBP7CD93的结合破坏了IGF1IGF1R之间的相互作用,也抑制了癌干细胞样细胞的扩张和侵袭阻断IGFBP7/CD93的相互作用可促进血管成熟并抑制肿瘤生长。





CD93IGFBP7特异性结合



CD93&血液瘤免疫治疗




CD93调节LSCs自我更新的信号通路


白血病干细胞(Leukemia stem cells, LSCs)是急性髓系白血病(acute myeloid Leukemia, AML)、慢性髓系白血病(chronic myeloid Leukemia, CML)和其他血液学肿瘤中的白血病起始细胞。 LSCs的自我更新是白血病的发展和维持的一个关键特征。20211月份的研究发现,CD93是小鼠和人类LSCs自我更新和增殖的重要调节因子,而非造血干细胞。CD93的胞内结构域不依赖于胞外结构域的连接,通过转录调节因子SCY1-样伪激酶1促进基因转录,可作为CML LSCs重要调节因子和潜在的治疗靶点。此前,CD93已被证实为TKI治疗后持续存在的CML LSCs的标记物信号,可诱导携带混合系白血病(mixed lineage leukemia, MLL)基因重排的AML LSCs的增殖和疾病进展。可见,CD93在血液瘤中的潜力也不容小觑



总结

CD93参与了许多生物过程,如介导炎症反应、促进血管生成、调控LSCs自我更新等疾病进展信号。陈列平研究团队针对CD93在实体瘤研究领域的突破,预示着CD93作为肿瘤新生血管发生发展过程中的关键分子,有望用于CD93阳性肿瘤的早期诊断和免疫治疗。


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1

经SDS-PAGE及MALS验证,Human CD93蛋白, His Tag(C11-H5228),纯度高于90%,分子量为75-85 kDa。


2

经SDS-PAGE验证,Human IGFBP7蛋白, His Tag(IG7-H5240),纯度高于95%

3

经SPR验证,Human CD93蛋白, His Tag(C11-H5228)可与配体Human IGFBP7蛋白, His Tag(IG7-H5240)特异性结合,亲和力常数为0.223 μM。

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参考文献

1. Sun Y, Chen W, Torphy R J, et al. Blockade of the CD93 pathway normalizes tumor vasculature to facilitate drug delivery and immunotherapy[J]. Science Translational Medicine, 2021, 13(604).
2. Park H J, Oh E Y, Han H J, et al. Soluble CD93 in allergic asthma[J]. Scientific reports, 2020, 10(1): 1-8.
3. Riether C, Radpour R, Kallen N M, et al. Metoclopramide treatment blocks CD93-signaling-mediated self-renewal of chronic myeloid leukemia stem cells[J]. Cell reports, 2021, 34(4): 108663.
4. Iwasaki M, Liedtke M, Gentles A J, et al. CD93 marks a non-quiescent human leukemia stem cell population and is required for development of MLL-rearranged acute myeloid leukemia[J]. Cell stem cell, 2015, 17(4): 412-421.




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