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Blood | 成人急性T细胞白血病潜在靶点KIR3DL2的发现
- 分类:新闻
- 作者:
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- 发布时间:2024-08-21
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【概要描述】成人T细胞白血病(ATL)是一种由人类T细胞白血病病毒1型(HTLV-1)引起的致命性CD4+ T细胞恶性疾病,可分为侵袭性(包括急性型和淋巴瘤型)以及惰性(包括慢性型和潜伏型)两种类型。部分HTLV-1感染者会发展为侵袭性ATL,但目前对ATL的病毒或宿主分子决定因素了解甚少。HTLV-1编码的转录激活因子TAX蛋白通过调控多种信号通路参与HTLV-1感染细胞的永生化过程,但由于免疫反应的影响,
Blood | 成人急性T细胞白血病潜在靶点KIR3DL2的发现
【概要描述】成人T细胞白血病(ATL)是一种由人类T细胞白血病病毒1型(HTLV-1)引起的致命性CD4+ T细胞恶性疾病,可分为侵袭性(包括急性型和淋巴瘤型)以及惰性(包括慢性型和潜伏型)两种类型。部分HTLV-1感染者会发展为侵袭性ATL,但目前对ATL的病毒或宿主分子决定因素了解甚少。HTLV-1编码的转录激活因子TAX蛋白通过调控多种信号通路参与HTLV-1感染细胞的永生化过程,但由于免疫反应的影响,
- 分类:新闻
- 作者:
- 来源:
- 发布时间:2024-08-21
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成人T细胞白血病(ATL)是一种由人类T细胞白血病病毒1型(HTLV-1)引起的致命性CD4+ T细胞恶性疾病,可分为侵袭性(包括急性型和淋巴瘤型)以及惰性(包括慢性型和潜伏型)两种类型。部分HTLV-1感染者会发展为侵袭性ATL,但目前对ATL的病毒或宿主分子决定因素了解甚少。HTLV-1编码的转录激活因子TAX蛋白通过调控多种信号通路参与HTLV-1感染细胞的永生化过程,但由于免疫反应的影响,大多数ATL患者的细胞中无法检测到TAX激活因子,因此需要进一步探索其他分子机制。
KIR3DL2是杀伤性免疫球蛋白样受体 (KIR)家族成员之一,主要由NK细胞和部分T细胞表达。KIR3DL2作为一种抑制性受体,通过与HLA-I类分子特异结合会抑制NK细胞和T细胞的活化及其细胞毒性。(图1.A)。研究发现其在皮肤T细胞淋巴瘤(CTCL)Sézary综合征中的异常高表达与预后相关,并且针对KIR3DL2的单克隆抗体Lacutamab在早期研究中显示了抗肿瘤活性。Lacutamab 作用机制是通过Fab端特异结合肿瘤细胞的KIR3DL2,其Fc端结合到免疫系统中特定细胞,例如NK 细胞,从而触发NK 细胞释放细胞毒性分子,诱导肿瘤细胞的裂解和死亡(图1.B)。近期研究发现某些ATL患者的肿瘤细胞中存在KIR3DL2的异常表达。Cheminant等人进一步探讨了KIR3DL2在ATL中的表达情况及其作为潜在治疗靶点的可能性,同时评估了抗KIR3DL2单克隆抗体Lacutamab在ATL治疗中的效果。
图1. (A) KIR3DL2结构及相互作用配体; (B) Lacutamab作用机制
研究方法
研究团队首先在一组ATL患者中通过流式细胞术(FC)评估了多种NKR(KIR2DL1/2DS1、KIR2DL2/2DL3/2DS2、KIR3DL2、NKG2A、NKG2C 和 NKp46)的表达,发现KIR3DL2在急性型ATL中高表达。随后,在ATL患者的组织样本中,通过免疫组化(IHC)观察KIR3DL2的表达情况,FC则用于定量检测患者外周血单核细胞(PBMC)中的KIR3DL2阳性细胞比例。利用Kaplan-Meier方法估计了不同KIR3DL2表达状态患者的生存率,并使用log-rank进行检验。通过HTLV-1感染实验和基因甲基化分析,探讨了KIR3DL2表达的机制。mRNA和蛋白表达通过利用qRT-PCR、靶向外显子组测序、PrimeFlow RNA检测和成像流式细胞术等技术检测。此外,使用lacutamab进行体外抗体依赖的细胞毒性(ADCC)实验,评估其对KIR3DL2+ ATL细胞的杀伤效果。
图2. 研究方法流程图
研究结果
1. KIR3DL2在急性ATL患者中高表达
研究通过检测ATL患者的PBMCs上NKR表达,发现KIR3DL2是唯一在急性型ATL肿瘤细胞上表达的受体(图3A)。通过评估110例ATL患者的KIR3DL2表达情况,发现90%的急性型ATL患者的T细胞异常表达KIR3DL2(图3C)。相比之下,淋巴瘤型或慢性/潜伏型ATL患者中KIR3DL2的阳性率显著降低(图3B-C)。此外,通过qRT-PCR发现KIR3DL2 mRNA在大多数急性型ATL患者中表达,而在慢性型和淋巴瘤型ATL患者中表达较少,且有两位最初被诊断为慢性型ATL的患者,随着疾病的急性化,他们的KIR3DL2 mRNA表达水平升高(图3D-E)。对于整个ATL患者队列,KIR3DL2阳性的患者2年生存率远低于KIR3DL2阴性的患者,表明KIR3DL2表达与较差的预后相关(图3F)。然而,在侵袭型ATL中,KIR3DL2表达对生存率没有显著影响(图3G)。
图3. KIR3DL2在急性型ATL患者中表达。(A) 热图显示KIR3DL2是唯一在ATL肿瘤细胞上表达的NKR基因;(B) 急性型ATL(P25)患者表达KIR3DL2,而淋巴瘤型ATL患者(P57)不表达;(C) 不同ATL亚型(急性型、淋巴瘤型和慢性型)中KIR3DL2+ 细胞的百分比;(D)一个慢性型ATL患者(P18)在转变为急性型ATL时变为KIR3DL2+;(E) KIR3DL2在急性型ATL患者中的mRNA表达水平较高;(F-G) KIR3DL2+(蓝色)与KIR3DL2−(红色)患者所有ATL亚型(F)和侵袭型ATL(G)的生存曲线。
2. HTLV-1感染可诱导KIR3DL2表达
研究评估了来自健康捐赠者的PBMCs在被激活或感染了HTLV-1后的KIR3DL2表达及作用。纯化的HTLV-1病毒粒子以剂量依赖性的方式诱导了CD4+ T细胞表达KIR3DL2(图4A)。使用植物血凝素/白细胞介素-2激活CD4+ T细胞并未诱导KIR3DL2的表达,这表明稳定的感染(而不仅仅是激活)对于KIR3DL2表达是必需的,且这种效应仅限于KIR3DL2。在CD4+ T细胞上,KIR3DL2蛋白和TAX mRNA的表达呈正相关(图5),且具有胞质共定位(图5B)。此外,TAX mRNA主要在KIR3DL2+CD4+ T细胞中表达,而KIR3DL2- CD4+ T细胞的TAX mRNA呈阴性(图4B)。在提供信息的ATL患者中,有35%携带病毒启动子的5′-LTR区域的缺失,不能表达TAX,但仍表达了KIR3DL2。此外,2名ATL患者和1名HTLV-1携带者即使TAX mRNA未表达,也表达了KIR3DL2蛋白。综合这些结果表明,HTLV-1感染可诱导KIR3DL2表达,但并非通过TAX诱导。
图4. 体外HTLV-1感染诱导了CD4+ T细胞表达KIR3DL2。(A) 纯化的HTLV-1病毒粒子以剂量依赖性方式诱导CD4+ T细胞表达KIR3DL2;(B) 在KIR3DL2阳性的CD4+ T细胞中观察到TAX mRNA的表达,而在KIR3DL2阴性的CD4+ T细胞中未观察到。
图5. TAX mRNA与KIR3DL2蛋白在原发ATL肿瘤细胞中的表达正相关。(A) KIR3DL2+肿瘤细胞(红色)中TAX mRNA的表达高于KIR3DL2- 细胞(蓝色);(B) 肿瘤细胞的KIR3DL2和TAX mRNA具有胞质共定位;(C) TAX mRNA和KIR3DL2蛋白表达正相关。
3. KIR3DL2表达与启动子低甲基化正相关
考虑到DNA甲基化会影响NK细胞中KIR的表达多样性,研究评估了28位ATL患者、4位HTLV-1无症状携带者(ACs)和4位健康捐赠者的KIR3DL2启动子的DNA甲基化谱。其中,在急性型ATL患者中,KIR3DL2启动子的低甲基化与KIR3DL2的表达呈正相关(图6A)。DNA甲基化酶抑制剂5-氮杂胞嘧啶(5-aza)处理能够降低KIR3DL2启动子的甲基化水平,并在Hut 78 T细胞系中诱导KIR3DL2的表达,而在Jurkat T细胞系中无效(图6B-C)。此外,5-aza单独治疗并不能在健康捐赠者或ATL患者中诱导KIR3DL2的表达,表明KIR3DL2的表达调控可能还涉及其他因素。
图6. KIR3DL2启动子在急性型ATL患者中呈现低甲基化状态。(A) 急性型ATL患者的KIR3DL2启动子的甲基化程度显著低于淋巴瘤型、慢性/潜伏型ATL或HTLV-1携带者;(B) 5-aza能够诱导Hut 78 T细胞系中KIR3DL2蛋白的表达,而对Jurkat细胞系无效;(C) 5-aza处理显著降低了Hut 78细胞中KIR3DL2启动子的甲基化水平。
4. Lacutamab对KIR3DL2+ATL细胞的杀伤效果
我们通过使用ATL患者的肿瘤细胞作为靶细胞(T)和自体NK细胞作为效应细胞(E)来评估 Lacutamab的抗肿瘤效果。在所有4个测试的KIR3DL2阳性患者样本中观察到随着效应/靶比(E/T)的增加,Lacutamab激活的NK细胞杀伤作用增强(P = .0006,图7A)。Lacutamab特异性地作用于KIR3DL2阳性细胞,对KIR3DL2阴性细胞无影响(图7B-D)。此外,Lacutamab抗体不会诱导ATL患者的效应NK细胞的死亡(图7C)。最后,我们通过在冷冻的KIR3DL2+原发ATL细胞上进行的ADCC实验(来自健康捐赠者的异源NK细胞),结果一致。这些结果表明, Lacutamab靶向KIR3DL2+ 原发性ATL肿瘤细胞,激活自体NK细胞驱动ADCC,诱导ATL肿瘤细胞裂解死亡。
图7. Lacutamab在自体ADCC实验中特异性地杀伤KIR3DL2+ 原发ATL细胞。在加入指定效应/靶比(E/T)的自体NK细胞后, KIR3DL2+(A)和KIR3DL2-(B)CD4+肿瘤细胞以及KIR3DL2+ ATL患者(C)的NK细胞的死亡情况。作为对照,也评估了KIR3DL2- ATL患者中KIR3DL2- 肿瘤细胞的死亡(D)。
结论
KIR3DL2在急性型ATL中高表达,并与患者的不良预后相关,可作为一个潜在靶点。由于KIR3DL2可以在常规固定的组织切片上使用 FC 轻松且特异性地检测到,因此KIR3DL2作为一种可靠的标志物,有助于诊断急性型 ATL。KIR3DL2高表达可能由HTLV-1感染引发,并与KIR3DL2基因启动子区域的去甲基化有关。单克隆抗体Lacutamab在体外实验中针对表达KIR3DL2的ATL细胞显示出良好的抗肿瘤活性,未来有望成为ATL治疗的新策略。
参考文献
Cheminant M, Lhermitte L, Bruneau J, et al. KIR3DL2 contributes to the typing of acute adult T-cell leukemia and is a potential therapeutic target. 2022;140(13):1522-1532.
Shaw J, Kollnberger S. New perspectives on the ligands and function of the killer cell immunoglobulin-like receptor KIR3DL2 in health and disease. Front Immunol.2012;3:339. Published 2012 Nov 16.
Marie-Cardine A, Viaud N, Thonnart N, et al. IPH4102, a humanized KIR3DL2 antibody with potent activity against cutaneous T-cell lymphoma. Cancer Res. 2014;74(21):6060-6070.
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