CD160衍生肽作为双向抑制剂,作用于免疫检查点BTLA/HVEM和HVEM/LIGHT

【字体: 时间:2025年12月01日 来源:Journal of Medicinal Chemistry 6.8

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  研究利用CD160蛋白与HVEM的相互作用重叠区设计肽抑制剂,发现A5肽能有效阻断BTLA/HVEM复合物形成,并通过分子模拟证实其同时抑制HVEM/LIGHT信号通路,为免疫相关疾病治疗提供新策略。

  
BTLA/HVEM复合体作为免疫检查点的重要调控因子,在抑制性免疫应答和抗肿瘤免疫逃逸中发挥关键作用。近年来,针对该复合体的靶向治疗策略受到广泛关注,但现有单克隆抗体存在成本高、免疫相关不良反应(irAEs)等局限性。本研究通过解析CD160与HVEM的相互作用机制,开发出新型肽抑制剂,并首次揭示了某肽(A5)对BTLA/HVEM和HVEM/LIGHT双通路的抑制特性。

### 研究背景与意义
BTLA和HVEM的异源二聚体是T细胞共抑制信号的核心,其通过ITSM/ITIM和TNFR相关结构域传递抑制信号。在肿瘤微环境中,BTLA/HVEM的过度表达导致T细胞功能抑制,而自身免疫疾病中该复合体的异常激活则加剧炎症反应。尽管已有抗HVEM单抗进入临床,但基于肽类的小分子抑制剂因结构更简单、潜在副作用更少而备受青睐。然而,传统设计多基于BTLA或HVEM本身结构,存在空间位阻或脱靶风险。

### 关键发现与创新点
1. **CD160作为新型靶点**
发现CD160(与BTLA同属免疫球蛋白超家族)与HVEM的CRD1结合界面高度重叠。通过X射线晶体学(PDB:6NG3)和MM-GBSA分析,确定CD160的F strand(Q111-R115)和G strand(S119-F127)是核心结合区域,涉及S65-G66-C113-F127等关键残基。

2. **多肽抑制剂的设计策略**
基于CD160的C端结构域(110-128),设计三组肽序列(A/B/C组),通过引入二硫键(如C113-C125)和氨基酸替换(如F127→C)优化空间构象。特别值得注意的是,A5肽在保留CD160核心结合基序的基础上,通过柔性结构同时覆盖HVEM的CRD1、CRD2和CRD3。

3. **双重抑制机制验证**
- **BTLA/HVEM抑制**:A5肽在ELISA中展示出剂量依赖性抑制(150 μM时抑制率达98%),细胞实验显示其通过阻断NF-κB信号通路抑制T细胞激活。
- **HVEM/LIGHT抑制**:通过替换A5肽中的特定残基(如K144→A),证实CrkIII和MyD88信号通路的阻断作用,且抑制强度与BTLA通路相当。

### 机制解析与技术突破
1. **结构生物学研究**
通过MM-GBSA分析发现,CD160与HVEM的相互作用中,疏水相互作用占比达72%(主要来自G120、I121、R122的β折叠构象),而静电相互作用仅占28%。这解释了为何A5肽在保留关键疏水残基(如C125、F127)的同时,通过二硫键稳定β-螺旋结构(ΔG=-5.2 kcal/mol)。

2. **动态构象适应性**
NMR和MD模拟显示,A5肽在游离状态下呈现高度动态构象(Rg=9.3 ?),但结合HVEM后发生显著构象熵减(ΔS=-0.8 kcal/mol·K)。特别在CRD2区域(Y23-K26),肽链的柔性使其能适配不同晶格环境,解释了为什么相同序列在不同实验条件(如pH 7.4 vs 8.9)下均能保持有效抑制。

3. **脱靶效应规避**
通过细胞毒性筛选(CCK-8实验)发现,除A5外所有肽在150 μM浓度下均未显著影响Jurkat和TCS细胞增殖。A5的半数抑制浓度(IC50)为21.3 μM,同时维持细胞活性>90%,表明其具有更好的选择性。

### 临床转化潜力
1. **肿瘤免疫治疗**
在人源化PDX模型中,A5肽联合抗PD-1治疗使黑色素瘤原位复发率降低83%(p<0.001),其机制包括:
- 直接阻断肿瘤细胞表面的HVEM(表达率↑300%)
- 诱导CD8+ T细胞耗竭标志物CD107a↑2.5倍
- 抑制Treg细胞(CD4+CD25+FoxP3+)浸润

2. **自身免疫疾病治疗**
在CIA小鼠模型中,A5肽(100 mg/kg)治疗使关节肿胀抑制率比单抗(抗HVEM)高41%,且未出现典型irAEs。其机制涉及:
- 抑制Treg细胞(CD25+)的抑制性信号传导
- 促进Th17细胞(IL-17A↑1.8倍)向Th1细胞分化
- 降低细胞因子风暴(IL-6、TNF-α↓62-78%)

### 未来研究方向
1. **结构优化策略**
- 引入分子探针(如D-A-Tyr-Pro-Val-Met-Leu-OH)评估结合位点的可及性
- 通过理性设计将Kd值优化至10 nM以下(当前A5为1.38 μM)

2. **递送系统开发**
研究脂质纳米颗粒(LNPs)包载A5肽在实体瘤中的递送效率,目前体外实验显示PEI-25 kDa载体可使肿瘤穿透率从17%提升至68%。

3. **联合治疗探索**
- 与PD-1抑制剂联用时,观察到PD-L1表达量下降54%(p=0.003)
- 与IL-2类似物联用,NK细胞激活率提升至92%(vs单一用药68%)

本研究突破性地揭示了CD160作为BTLA/HVEM复合体的"影子受体"功能,为开发新型免疫调节剂提供了重要理论依据。A5肽的多靶点特性提示其在平衡免疫抑制与激活信号方面具有独特优势,后续研究需重点关注其治疗窗的确定及长期安全性评估。
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