LAG3 作為一種免疫檢查點(diǎn)受體,在調(diào)節(jié) T 細(xì)胞活化和抗腫瘤免疫方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。據(jù)報(bào)道,多個(gè)配體與 LAG3 相互作用,包括 MHC II 類和 FGL1,前者在抗原呈遞細(xì)胞上表達(dá),后者分別由肝細(xì)胞和某些類型的腫瘤細(xì)胞分泌。當(dāng)與配體結(jié)合時(shí),LAG3 會(huì)抑制 T 細(xì)胞活化、細(xì)胞因子生成和增殖,從而促進(jìn)腫瘤免疫逃逸。
2023 年,美國(guó) FDA 批準(zhǔn)了 LAG3 阻斷抗體瑞拉利單抗(Relatlimab)上市,成為繼 CTLA4、PD-1/PD-L1 之后第三個(gè)具有臨床療效的免疫檢查點(diǎn)藥物。
盡管 LAG3 免疫檢查點(diǎn)在臨床上頗具前景,但對(duì)其功能機(jī)制的理解卻出奇地有限且存在爭(zhēng)議。
首先,F(xiàn)GL1 最近被確認(rèn)為潛在的 LAG3 配體,在體外與 LAG3 結(jié)合,并且在被敲除時(shí)促進(jìn) T 細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)。然而,還有研究顯示,MHC II 類分子而不是 FGL1 作為 LAG3 的功能性配體,在自身免疫和抗癌免疫中抑制 T 細(xì)胞。
其次,與其他免疫檢查點(diǎn)受體不同,LAG3 在其胞質(zhì)尾部缺乏基于酪氨酸的抑制性基序。相反,它包含幾個(gè)進(jìn)化上保守的區(qū)域,包括從其胞質(zhì)尾的 N 端到 C 端的 FSALE、KIEELE 和 EP 基序。然而,關(guān)于 LAG3 信號(hào)基序,文獻(xiàn)中存在差異。最近有報(bào)道稱,LAG3 中的 EP 基序通過破壞 CD4-Lck 相互作用,對(duì) T 細(xì)胞受體(TCR)信號(hào)發(fā)揮不依賴配體的抑制作用。還有大量證據(jù)表明,配體結(jié)合對(duì)于 LAG3 介導(dǎo)的抑制功能至關(guān)重要。特別是,F(xiàn)SALE 基序已被證明在 MHC II 類分子介導(dǎo)的配體結(jié)合時(shí)介導(dǎo) LAG3 的抑制功能。此外,由于在各種雜交瘤 T 細(xì)胞中存在相互矛盾的研究結(jié)果,KIEELE 基序的作用仍不明確,因此需要更具生理相關(guān)性的實(shí)驗(yàn)設(shè)置來研究其功能。
第三,盡管免疫受體激活通常具有可識(shí)別的生化特征,例如 TCR 激活時(shí) CD3 的磷酸化,但缺乏直接的讀出指標(biāo)來評(píng)估 LAG3 信號(hào)傳導(dǎo),這成為了 LAG3 研究的一個(gè)瓶頸。
總體而言,LAG3 在與配體結(jié)合后是如何觸發(fā)抑制功能的,目前仍不清楚,了解這一機(jī)制有助于識(shí)別潛在的反應(yīng)生物標(biāo)志物,并推動(dòng)涉及 LAG3 抑制的更合理、更有效的聯(lián)合療法的發(fā)展。
這項(xiàng)研究旨在闡明 LAG3 的免疫抑制功能的激活機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)使用無偏倚的質(zhì)譜分析方法和核磁共振(NMR)分析,結(jié)合基因敲入動(dòng)物模型,發(fā)現(xiàn)配體結(jié)合觸發(fā)了 LAG3 的快速泛素化,釋放了 LAG3 信號(hào)尾,特別是 FSALE 基序,使其與細(xì)胞膜的結(jié)合消失,從而釋放了其抑制功能。此外,該研究證明了 LAG3 泛素化在腫瘤微環(huán)境(TME)中活躍地發(fā)生,這是 LAG3 介導(dǎo)的體內(nèi)抗腫瘤免疫抑制所不可或缺的,并且可以作為 LAG3 阻斷治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物。
具體來說,該研究發(fā)現(xiàn),當(dāng) LAG3 與配體結(jié)合時(shí),會(huì)經(jīng)歷強(qiáng)烈的非 K48 鏈接的多聚泛素化,這會(huì)促進(jìn) LAG3 的抑制功能,而不是導(dǎo)致其降解。這種泛素化可能由主要組織相容性復(fù)合體 II 類(MHC II 類)與膜結(jié)合(而非可溶性)的纖維蛋白原樣蛋白 1(FGL1)的結(jié)合所觸發(fā)。
LAG3 的泛素化由 E3 連接酶 c-Cbl 和 Cbl-b 共同介導(dǎo),破壞了其膜近端富含堿性殘基序列的膜結(jié)合,從而使 LAG3 的胞質(zhì)尾穩(wěn)定在膜分離構(gòu)象中,從而能夠進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)。此外,LAG3 的泛素化對(duì)于 LAG3 在體內(nèi)介導(dǎo)的抗腫瘤免疫抑制至關(guān)重要。LAG3 治療性抗體始終抑制 LAG3 泛素化,這與它們的檢查點(diǎn)阻斷效應(yīng)相關(guān)。進(jìn)一步的患者隊(duì)列分析表明,LAG3/CBL 共表達(dá)可作為 LAG3 阻斷反應(yīng)的生物標(biāo)志物。
該研究的核心發(fā)現(xiàn):
LAG3 在與配體結(jié)合后會(huì)迅速經(jīng)歷非降解性的多聚泛素化;
配體誘導(dǎo)的泛素化通過將 LAG3 尾從膜上釋放來激活 LAG3;
LAG3 的泛素化是其在體內(nèi)抑制抗腫瘤免疫所必需的;
LAG3/CBL 共表達(dá)可識(shí)別出可能對(duì) LAG3 阻斷療法有反應(yīng)的患者
這項(xiàng)研究揭示了 LAG3 與配體結(jié)合后的蛋白質(zhì)翻譯后修飾(PTM),發(fā)現(xiàn)配體誘導(dǎo)的泛素化不僅可作為 LAG3 信號(hào)傳導(dǎo)的指標(biāo),還充當(dāng) LAG3 功能的分子開關(guān)。在沒有配體的情況下,LAG3 主要通過暴露的 EP 基序發(fā)揮其抑制作用,而 FSALE 基序則與細(xì)胞膜結(jié)合而被隔離。在與配體結(jié)合后,LAG3 在 E3 泛素化連接酶 Cbl 介導(dǎo)的 KIEELE 基序內(nèi)迅速發(fā)生泛素化,使 FSALE 從細(xì)胞膜上釋放,從而實(shí)現(xiàn) LAG3 的功能。
這項(xiàng)研究揭示了一種具有轉(zhuǎn)化潛力的癌癥免疫治療中的免疫檢查點(diǎn)觸發(fā)機(jī)制,并開發(fā)了可預(yù)測(cè) LAG3 治療效果的新型生物標(biāo)志物,為腫瘤免疫的精準(zhǔn)治療提供了新策略。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00199-0