【潜力靶点】LAG-3/TIM-3/TIGIT在调节免疫反应中的不同功能
南京福麦斯生物
2024年04月10日 17:30
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共抑制受体,也称为免疫检查点,是公认的T细胞反应的调节者,在T细胞激活时以不同的动力学诱导,在收缩效应性T细胞反应中具有重要功能。

在慢性抗原刺激的情况下,例如在癌症或持续感染中,免疫检查点在T细胞上高度和结构性地表达,从而限制了导致宿主组织损伤的过度激活和自攻性T细胞反应的激活。因此,检查点受体对于维持体内平衡和限制自身免疫是必不可少的,但它们也可以限制病原体清除和抗肿瘤免疫。

在检查点受体中,CTLA-4和PD-1是研究最充分和成功靶向治疗的受体,但仍有许多患者对这些治疗方法没有反应,一些肿瘤类型仍然对这些治疗方法基本无效。

目前研究最多、进展最快的下一代免疫检查点为LAG-3、TIM-3和TIGIT。

事实上,现在人们意识到,这些受体可能是除T细胞外的其他免疫细胞类型的检查点。虽然所有检查点受体阻断对CD8+ T细胞和NK细胞效应功能都有一定的影响,但PD-1阻断的作用按比例大于LAG-3、TIM-3或TIGIT单独阻断的作用。

LAG-3、TIM-3和TIGIT阻断将优先影响肿瘤组织Treg和产生IL-10的1型调节性T细胞(Tr1)细胞。Tim-3和TIGIT的阻断也会进一步影响DC的表型。TIGIT阻断的一种独特作用是改变有利于1/17型免疫和2型免疫的平衡,而TIM-3阻断的一种独特作用是抑制MDSC。

因此,不同的检查点受体阻断可以结合起来,对免疫反应产生不同的影响。

一图看透4大共抑制分子阻断效应

本篇文章将重点介绍:LAG-3、TIM-3和TIGIT在调节免疫反应方面的独特之处。

阅读提示

LAG-3、TIM-3和TIGIT三者具体对比可参见下文表格; 文末领取免疫检查点、免疫细胞ICB相关资料;

BOX1: LAG-3

LAG-3是一种CD4的结构同系物,在T细胞刺激下被诱导,并在持续抗原刺激的情况下保持表达,例如在慢性感染或癌症中。尽管LAG-3也表达在其他免疫细胞上,包括自然杀伤(NK)细胞、B细胞、和浆细胞样树突状细胞(pDCs),但大多数研究LAG-3的研究集中在T细胞中的功能,被证明作为抑制性受体,下调T细胞的反应,并有助于T细胞的耗竭。LAG-3在许多调节性T细胞群上表达,包括产生IL-10的Tr1细胞和FOXP3+调节性T细胞(Tregs),其中它有助于这些细胞的免疫抑制特性。

LAG-3可与免疫突触内的MHC-II类、LSECtin(由肝细胞表达)、Galectin-3(GAL-3)、FGL1(由肝细胞和肿瘤细胞产生)结合,顺式结合CD3-TCR复合体。LAG-3胞浆尾部的EP重复导致胞浆局部酸化,触发磷酸化Lck从CD4或CD8辅助受体解离,从而限制近端TCR信号转导。

此外,LAG-3在细胞质尾部含有一个膜FXXL基序和一个KIEELE基序,这两个基序都与抑制功能有关。作为一种快速控制LAG-3活性的手段,金属蛋白酶ADAM10和ADAM17可以将LAG-3的胞外区切割为可溶性的LAG-3(sLAG-3)。

BOX2:TIM-3

TIM-3被认为是一种调节I型免疫的共抑制受体,这是由于它在小鼠和人类分泌IFN-γ的CD4+和CD8+ T细胞上的表达随后的研究将其表达谱扩展到NK细胞、骨髓细胞(巨噬细胞和DC细胞)、肥大细胞,以及B细胞。

TIM-3具有免疫球蛋白变量(IgV)结构域和粘蛋白结构域,其后是一个跨膜区域和胞质尾部,缺乏已知的抑制性信号基序,但具有6个酪氨酸,其中Y256和Y263在配体结合后被磷酸化。

TIM-3有四种配体,分别是GAL-9、磷脂酰丝氨酸(PtdSer)、HMGB1和CEACAM-1,它们分别与TIM-3 IgV结构域的不同区域结合。

T细胞

在没有TIM-3配体的情况下,衔接子BAT3结合到TIM-3细胞质尾部含有Y256和Y263的区域。BAT3招募磷酸化LCK促进TCR信号转导。 与配体结合后,Y256和Y263发生磷酸化。这触发了BAT3的解离,从而允许FYN结合并随后发生TIM-3介导的抑制。此外,TIM-3可能会将磷酸酶CD45和CD148募集到突触中,以抑制TCR信号。

DC

TIM-3与HMGB1结合阻止HMGB1-DNA复合体与RAGE结合,阻止HMGB1与TLR2、4和IL-1R结合,从而限制通过这些途径激活DC。TIM-3进一步抑制炎症小体和cGAS-STING的激活,其机制尚不清楚。BAT3在DC中表达并抑制耐受程序,但关于BAT3及其对DC中TIM-3信号的影响知之甚少。

BOX3:TIGIT

TIGIT,也称为Vsig9,Vstm3和WUCAM,是一种新的共抑制受体。TIGIT在TCR刺激后在T细胞上瞬时诱导表达,并稳定表达在一些T细胞亚群上,包括Tregs,Tr1细胞,Tfh细胞和功能失调的CD8+T细胞。

最近,TIGIT也被报道在B细胞上,特别是在具有调节功能的B细胞上。在疾病背景下,TIGIT也可以在包括天然淋巴细胞(ILCs)和巨噬细胞在内的固有免疫细胞上表达,并且可能具有超越其在T和NK细胞中的经典作用的功能。TIGIT有CD155和CD112两种配体,表达于APC和包括肿瘤细胞在内的多种非造血细胞类型。

TIGIT和CD226共享配体CD112和CD155,但以不同的亲和力结合它们。TIGIT还结合具核梭杆菌表达的FAP2蛋白。CD112和CD155还分别作为CD112R和CD96的配体,形成复杂的受体-配体网络。TIGIT通过竞争CD226的配体和破坏CD226的同源二聚化来抑制CD226的正信号转导,从而使CD226尾部的ITT基序的配体结合和磷酸化失效。TIGIT还包含一个ITT样基序和一个ITIM基序,它们在配体结合时被磷酸化,重新招募GRB2和β-arrestin,并随后将SHIP1招募到免疫突触中,以抑制TCR信号转导。最后,TIGIT与CD155结合导致CD155胞浆尾部ITIM基序的磷酸化,向表达CD155的细胞传递抑制信号。


在免疫激活的不同阶段表达检查点受体可以调节T细胞的激活和分化。在急性T细胞激活期间,LAG-3和TIGIT与PD-1共表达,而TIM-3在细胞完全分化并致力于CD4+Th1谱系或完全细胞毒CD8+T细胞时表达。在慢性激活过程中,TIGIT和PD-1一起在干细胞样T细胞中表达,突显了这些检查点受体在调节这一重要细胞群体中的独特作用。最终,TIM-3在终末分化功能障碍的T细胞中表达。

检查点受体的细胞和阶段规范决定了免疫调节的特化功能。LAG-3因其在T细胞激活早期的表达而限制T细胞启动。TIM-3通过调节DNA感应和炎症小体激活而在确定DC功能方面发挥特殊作用,并因其在终末分化的分泌IFNγ的CD4+和CD8+ T细胞中的表达而调节1型免疫。TIGIT在促进Treg和调节B细胞反应以及通过选择性抑制1/ 17型免疫从而将平衡转向2型免疫反应来抑制炎症方面具有特殊作用。

在反映配体表达或受体表达细胞类型的活性的不同组织中,LAG-3、TIM-3和TIGIT驱动的调控可能占主导地位。LAG-3在心脏和胰腺中可能特别活跃;LAG-3的缺失与心肌炎有关,而LAG-3的表达与胰腺癌的不良预后相关。

TIM-3可能对控制中枢和肠道的炎症至关重要;TIM-3在多发性硬化症患者中的表达有缺陷,TIM-3的配体Galectin-9和CEACAM-1在肠道中高度表达。TIGIT可能在肺和皮肤中活跃,在那里1型/17型与2型免疫的平衡是重要的。

此外,TIGIT在调节性T细胞和B细胞中的功能似乎对控制肠道和中枢神经系统的炎症至关重要。


总结

总之,免疫检查点如PD-1、CTLA-4、LAG-3、TIM-3、TIGIT与其各自在APC或者肿瘤细胞上的配体结合,触发对T细胞的阴性或阳性信号反应。

通过深入研究这些分子及其相互作用机制,有望为免疫相关疾病的治疗提供新的策略和方法。

LAG-3/TIM-3/TIGIT对比

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