靶向人源SLC15A4构象特异性抗体的开发及其在TLR7/8/9通路调控中的机制研究

本研究针对SLC15A4-TASL复合物在TLR7/8/9信号通路中的关键作用，通过系统性筛选获得一对构象选择性抗体（克隆107和235），分别特异性结合hSLC15A4的管腔开放态（TASL结合无能型）和胞质开放态（TASL结合能力型），为感染、肿瘤及自身免疫疾病的靶向治疗提供新策略。论文发表于《Nature Communications》。

　　

在免疫防御的前线战场，Toll样受体(TLR)家族中的TLR7/8/9如同精密雷达，专门识别内体溶酶体中的异常核酸，触发干扰素等炎症因子风暴。然而这条通路若失控，便会引发系统性红斑狼疮(SLE)等自身免疫疾病。近年研究发现，溶酶体转运蛋白SLC15A4通过构象变化招募适配体TASL，进而激活转录因子IRF5，成为调控TLR7/8/9信号的关键枢纽。尽管SLC15A4在感染、肿瘤和自身免疫病中展现出巨大治疗潜力，但针对其特定构象的靶向工具长期缺失。

中国科学院生物物理研究所的研究团队通过单细胞BCR测序技术，从免疫小鼠的脾脏和淋巴结中筛选出10,000个结合hSLC15A4的B细胞，最终获得一对"分子开关"——克隆107和235抗体。冷冻电镜结构解析显示，这对抗体如同精准的构象锁：克隆107将SLC15A4锁定在管腔开放态（分辨率3.15?），其轻链CDRL1/CDRL3与CTD管腔环LL7-8/LL9-10形成氢键网络；而克隆235则稳定胞质开放态（分辨率2.82?），通过重链CDRH3与LL1-2/LL9-10的疏水作用促进TASL结合。这种"一正一负"的调控模式，为精确干预TLR信号提供了新范式。

关键技术包括：1）采用hSLC15A4单独蛋白及其与TASL复合物双免疫策略；2）基于10x Genomics平台的单细胞BCR测序筛选；3）冷冻电镜解析抗体-靶标复合物结构；4）HEK293T细胞系构建及流式细胞术验证；5）THP1细胞CXorf21基因敲除模型。

【构象选择性抗体的鉴定】

通过截除hSLC15A4胞质端柔性区段，研究人员制备了两种免疫原：apo蛋白和hSLC15A4-TASL复合物。流式分析证实，克隆107（来自apo免疫组）和235（来自复合物免疫组）均靶向内体溶酶体管腔面，其中L14A/L15A突变体使膜定位增加3倍，印证了抗体的作用位点。

【结合区域定位】

系统突变分析揭示：克隆107依赖CTD管腔环R350/P361和N436/T438等关键残基，而克隆235则通过LL9-10的V442/V443和LL11-12的F524形成疏水核心。当hSLC15A4从胞质开放态转为管腔开放态时，克隆235与NTD的界面完全消失，完美解释了其构象选择特性。

【Fab107稳定管腔开放态】

3.15?冷冻电镜结构显示，Fab107如同"分子楔子"插入CTD，诱导TM7-TM12发生14°偏转。特别值得注意的是，CDRH3的Y102^H/W107^H与F524形成的π-π堆积，以及CDRL1的Q27^L与T438的氢键，共同构成"双重锁"机制。

【Fab235稳定胞质开放态】

在2.82?分辨率下，hSLC15A4-TASL-Fab235复合物展现出精巧的协同作用：TASL的E4/R48/K172形成静电相互作用网络，而Fab235则通过CDRH3的I102^H/A105^H与LL9-10的I435形成疏水锚定，使胞质侧开口扩大5?，促进TASL的pLxIS基序暴露。

【跨物种保守性】

免疫共沉淀实验证实，hSLC15A4不仅能结合人源TASL，还可识别小鼠、非洲爪蟾甚至家鸭的同源蛋白，暗示该机制在进化中高度保守。在TASL敲除的THP1细胞中，TLR7/8诱导的IFN-β产量下降70%，而外源表达不同物种TASL可部分恢复信号传导。

这项研究首次实现了对SLC15A4构象动态的精确操控：克隆107可阻断自身抗原诱导的TLR过度激活，而克隆235则能增强抗病毒免疫应答。更重要的是，研究者建立的单B细胞筛选平台为其他难靶点抗体制备提供了范本。论文中解析的构象表位图谱，为设计小分子变构抑制剂开辟了新路径，尤其对SLE等自身免疫疾病的精准治疗具有转化价值。冷冻电镜揭示的TASL招募机制，不仅验证了前人提出的"构象开关"假说，更通过跨物种实验将SLC15A4-TASL-IRF5轴确立为先天免疫的核心调控模块。