连发2篇封面文章!复旦朱棣团队揭示靶向BCL9抑制肿瘤生长的关键机制
在癌症治疗中,相当一部分肿瘤对免疫疗法没有响应,表现出耐药性,是目前亟需解决的一大难题。日前,复旦大学基础医学院 朱棣教授 的研究团队与合作者在细胞生物学权威期刊 Signal Transduction and Targeted Therapy (STTT)和药物化学权威期刊 Journal of Medicinal Chemistry (JMC)连续发表两篇论文, 论证了靶向 β-catenin/BCL9可促进抗肿瘤免疫反应所需的正反馈回路,并展示了新开发的一系列靶向β-catenin/BCL9的强效小分子抑制剂,为克服免疫疗法耐药性提供了潜在策略 。
研究作者指出,这一系列工作证实了 开发有效的抑制剂靶向β-catenin/BCL9有助于刺激cDC1激活和浸润到肿瘤中来增强抗原呈递,显著延缓肿瘤生长并促进抗肿瘤CD8 + T细胞响应 。
▲研究示意图: 靶向β-catenin/BCL9可增强cDC1介导的CD8 +T细胞的免疫响应(图片来源:研究团队提供)
Wnt/β-catenin通路的过度活化已被证明在超过50%的实体瘤中发挥作用,是肿瘤发生和免疫抑制的驱动因素。而BCL9/BCL9L作为β-catenin的转录共激活因子,在Wnt/β-catenin信号通路中至关重要。
BCL9/BCL9L表达在各种类型的人类癌症中升高,并与癌症患者的不良预后相关 。对最近发表的TCGA COAD数据集的分析显示,BCL9高表达的肿瘤缺乏抗原加工和呈递、HLA-I表达和免疫浸润。并且在免疫浸润程度低的肿瘤中,BCL9表达高的癌症患者的总生存期明显低于BCL9表达低的癌症患者,尤其是那些也表现出Wnt活性的肿瘤患者。总的来说,这些数据提示 靶向BCL9可能通过增强抗原呈递改善对免疫治疗的耐药性 。
在先前的工作中,研究团队发现抑制BCL9/BCL9L可通过多种机制促进抗肿瘤反应,包括调节T细胞浸润、CD8 + T细胞功能、树突状细胞浸润和肿瘤相关巨噬细胞等。常规1型树突状细胞(cDC1)被公认为在CD8 + T细胞启动和癌症免疫治疗的交叉呈递中发挥重要作用。然而,靶向BCL9/BCL9L是否控制抗原呈递,尤其是抗肿瘤免疫中cDC1的抗原呈递并不完全清楚。
在发表于STTT的论文中,研究团队 从生物信息学分析到药理学抑制或耗竭 回答了这一问题,指出 靶向BCL9/BCL9L在cDC1调节的肿瘤抗原呈递中起至关重要的作用 。
▲ 该研究论文登上 Signal Transduction and Targeted Therapy 封面(图片来源:研究团队提供)
通过单细胞转录组学分析,研究人员探讨了CD8 + T细胞和cDC1在TdLNs和B16-OVA荷瘤 Bcl9/Bcl9l 缺陷小鼠肿瘤中的转录差异。结果显示B16-OVA荷瘤 Bcl9/Bcl9l 缺陷小鼠的CD 8 + T细胞浸润显著增加,表明cDC1敲除 Bcl9/Bcl9l 后能增强CD 8 + T 细胞的活化、抗原呈递和交叉引发方面的作用,并且显著优于野生型cDC1。
▲ Bcl9/Bcl9l 缺失的 cDC1 在 CD8 +T 细胞的活化、抗原呈递和交叉引发方面优于野生型cDC1(图片来源:研究团队提供)
接下来,研究人员进一步探讨了靶向BCL9/BCL9L激活cDC1和抗原呈递的潜在机制,发现 靶向BCL9/BCL9L能通过XCL1-XCR1轴增加肿瘤中cDC1的积累和激活,上调BTK表达来激活 TAK1/NF-κB/IRF1信号传导和抗原呈递,促cDC1和CD8 +T 细胞通过 CXCL9-CXCR3 轴浸润到肿瘤中 。
该研究还使用了一种新型hsBCL9 Z96 多肽抑制剂与PD-1联用,靶向BCL9/β-catenin相互作用以抑制 Wnt/β-catenin信号通路。药效结果显示,CT26肿瘤对联合疗法的反应更强,治疗后小鼠的存活率也有所提高,表明 通过β-catenin/ BCL9抑制剂或与免疫抑制剂联用靶向 BCL9/BCL9L能在克服免疫治疗耐药性方面发挥关键作用 。
▲ 靶向 BCL9/BCL9L使肿瘤对免疫检查点阻断疗法敏感(图片来源:研究团队提供)
在JMC刚刚上线的论文中,朱棣教授与中国科学院上海药物研究所、山东省药学科学院的研究团队合作,开发了针对β-catenin/BCL9相互作用的小分子抑制剂。
通过采用尿素支架进行结构修饰,研究团队成功获得高亲和力、高活性的3-苯基哌啶尿素支架衍生物。在药物开发的过程中,成功获得了19个突破到200nm以内化合物, 28 更是体现出最强的结合亲和力( K d =82 nM),是截止至目前 该领域亲和力最强的小分子化合物 。
▲ β-catenin/BCL9抑制剂——3-苯基哌啶尿素支架衍生物药物开发过程(图片来源:研究团队提供)
研究作者选用该系列衍生物中的 13 和 35 进行药效验证,肿瘤组织流式细胞术和qPCR结果显示 13 通过Btk-Irf1信号转导轴激活癌症免疫反应,在上调IFN-γ+ CD8+ T细胞和促进抗原呈递刺激cDC1细胞成熟方面表现出强大的活性。 35 通过激活Btk-Stat-Irf1信号转导轴,促进cDC1细胞的分化和成熟。
这些结果再次验证了靶向β-catenin/BCL9可增强cDC1介导的CTL功能,并直接促进抗肿瘤免疫反应所需的正反馈回路,提高肿瘤治疗效果 。
▲ 该研究论文将作为 Journal of Medicinal Chemistry 封面故事(图片来源:研究团队提供)
两项研究的主要通讯作者朱棣教授指出,在靶向BCL9/BCL9L增强抗肿瘤免疫研究领域,这些连续性的科研成果为癌症免疫治疗提供了新的见解和方向,再次展示了BCL9/BCL9L是一个具有广阔前景的靶点,可能成为未来肿瘤治疗的重要手段。
[1] Fenglian He et al., Targeting BCL9/BCL9L enhances antigen presentation by promoting conventional type 1 dendritic cell (cDC1) activation and tumor infiltration. Signal Transduction and Targeted Therapy (2024)
[2] Wenhua Zhu et al., Discovery of Novel 1‑Phenylpiperidine Urea-Containing Derivatives Inhibiting β‑Catenin/BCL9 Interaction and Exerting Antitumor Efficacy through the Activation of Antigen Presentation of cDC1 Cells. Journal of Medicinal Chemistry (2024) https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.3c02079
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