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Lymphocyte activation gene-3（LAG-3,淋巴細胞活化基因-3）是一種由498個氨基酸構成的I型跨膜蛋白,，選擇性表達在活化的T淋巴細胞,、NK細胞和樹突狀細胞上。LAG-3蛋白由4種具有高度同源性的胞外免疫球蛋白超家族類似（IgSF-like）結構域（D1-D4）組成,，其對T細胞的調節(jié)功能與PD-1類似,，主要作為遞送抑制信號的受體起作用。 目前大多數科學家認為MHC-II是癌細胞用來結合LAG-3分子從而降低T細胞活性的主要配體,，因此靶向MHC-II將有助于激活T細胞的抗癌能力,，然而，幾種不阻斷LAG-3與MHC-II結合的單克隆抗體卻表現出了激活T細胞的能力,，例如,，針對鼠LAG-3 D2結構域的特異性單克隆抗體C9B7W在體外和體內表現出了增強T細胞的增殖和效應功能。因此研究人員認為LAG-3的免疫功能可能通過其他未知配體介導,，在這篇文章中,，陳列平教授團隊證實了纖維蛋白樣蛋白1（FGL1）是一種獨立于MHC-II的LAG-3的主要功能配體，揭示了一種新的免疫逃避機制,。 文末有福利,，記得認真讀完喔！ 研究人員利用基因組規(guī)模受體陣列（GSRA）技術,，用免疫球蛋白（IG）Fc標記的LAG-3胞外結構域融合蛋白（LAG-3-IG）搜索LAG-3結合蛋白（圖1A）,，在GSRA系統(tǒng)中，FGL1被鑒定為LAG-3-IG的主要結合蛋白,。圖1B為GSRA系統(tǒng)中FGL1-LAG-3相互作用的圖像,，結果顯示在人類和小鼠不同的特異性環(huán)境中，FGL1-LAG-3相互作用都十分穩(wěn)定,，這種相互作用通過流式細胞術得到進一步驗證,，在LAG-3+細胞上，FGL1-IG和anti-LAG-3染色之間存在線性關聯(lián)（圖1C）,。生物膜層干涉分析結果顯示,，FGL1-LAG-3相互作用的Kd值為1.5Nm，且緩慢的解離速率也表明FGL1和LAG-3之間可能存在穩(wěn)定的相互作用（圖1D）,。 LAG-3蛋白由四個免疫球蛋白樣胞外結構域D1-D4組成（圖1E）,，通過刪除特定結構域實驗，結果顯示LAG-3中D3-D4結構域的缺失不影響FGL1結合,，而D1或D2結構域會降低其結合率,，說明D1和D2都參與了FGL1-LAG-3的相互作用。此外,，研究人員還通過單點突變（Y73F）先破壞MHC-II與LAG-3結合,，其結果顯示這一突變并不影響FGL1-IG與LAG-3結合，表明FGL1-LAG-3的相互作用與MHC-II無關,。 研究人員通過體內外實驗進一步驗證FGL1是LAG-3的主要抑制配體,。圖2A通過流式細胞分析結果顯示，FGL1-IG融合蛋白結合了野生型小鼠（WT）的的活化T細胞,，而不與LAG3-KO小鼠（LAG-3基因敲除）的T細胞結合,，且圖2B結果顯示，加入FGL1-IG融合蛋白,，抑制了WT小鼠T細胞的增殖,，而LAG3-KO小鼠可以降低FGL1-IG融合蛋白的抑制作用，這些結果共同說明了FGL1-IG的抑制作用依賴于LAG-3的存在,。同樣地,，與內源性LAG-3表達較低的親本3A9細胞系相比，FGL1能更好地抑制了過度表達LAG-3的3A9-LAG3細胞系對IL-2的誘導（圖2C）,。研究人員通過表達了兩種單克隆抗體anti-FGL1和anti-LAG3,，結果顯示，在3A9-LAG3細胞中,，兩種單克隆抗體都消除了FGL1對IL-2產生的抑制作用（圖2D）,，以上結果進一步說明FGL1是LAG-3的主要抑制配體。 研究人員通過基因敲除技術,，獲得缺少FGL1基因的小鼠（FGL1-KO）,，FGL1-KO小鼠整體外觀、器質和窩仔均正常,，說明FGL1不影響小鼠的生長發(fā)育,。然而,，高達40%的FGL1-KO小鼠在8個月或更大的年齡出現自發(fā)性皮炎，出現真皮內淋巴細胞浸潤,，14-16個月的5/8雌鼠的血漿中自身抗體水平明顯增高,。 研究人員通過對CD45+造血細胞總數的分析，發(fā)現了22種不同的細胞類型,，中央記憶細胞（如CD8+T細胞亞群,，簇14-15）出現增加的趨勢，而B細胞亞群（簇2和簇4）呈現減少的結果（圖3A-3E）,，這些結果表明內源性FGL1不影響小鼠的發(fā)育和生長,，但可能參與了老年小鼠自身免疫調節(jié)和免疫穩(wěn)態(tài)過程。 研究人員用同源小鼠MC38結腸癌細胞皮下接種FGL1-KO和LAG-3-KO小鼠,，結果顯示,，與對照組WT小鼠相比，FGL1-KO和LAG-3-KO小鼠腫瘤生長緩慢（圖4A）,。MC38接種后,，WT小鼠的生存期為60天，而50％的FGL1-KO或LAG-3-KO小鼠在200天后沒有檢測到腫瘤細胞（圖4B）,。除此之外,，研究人員還進一步證實了加入抗FGL1和抗LAG-3單抗均能顯著地控制MC38鼠結腸的腫瘤生長（圖4C），而在缺乏T和B細胞的Rag1-KO小鼠中,，抗FGL1和抗LAG-3單抗則無法實現抗腫瘤作用（圖4D）,。圖4E顯示抗LAG-3單抗在WT小鼠中可以抑制MC38腫瘤生長，但在FGL1-KO小鼠中卻沒有實驗這種抗腫瘤作用,，圖4F中也表明該單抗對LAG-3-KO小鼠中的腫瘤生長沒有累加效應,，其結果都說明了抗FGL1單抗的抗腫瘤作用依賴于LAG-3，而抗LAG-3依賴于FGL1而不是MHC-II或其他配體,，再次證實了FGL1是LAG-3誘導細胞抑制功能和免疫逃避的主要配體,。 研究人員通過微陣列數據庫和蛋白質組分析,，結果顯示與正常組織相比,，人類實體腫瘤（包括肺癌、前列腺癌,、黑色素瘤和結直腸癌）中的FGL1-mRNA上調率較高,，其中肺癌數據集中上調率最高。之后,，研究人員分析了非小細胞肺癌中FGL1蛋白的表達情況（圖5）,，發(fā)現FGL1蛋白主要分布于腫瘤細胞中，腫瘤間質表達較低，在正常肺組織沒有表達,。NSCLC組織中FGL1的表達水平呈連續(xù)分布,，約15%的樣品有較高的表達量，同時高FGL1表達量與明顯降低的5年生存率相關,。此外,，在另一組隊列研究中,，研究人員發(fā)現與健康人相比,，NSCLC病人血漿FGL1水平明顯偏高，同時在接受抗PD-1治療后,，血漿中FGL1較高的患者擁有更低的總體生存率（圖5E）,，另外在使用抗PD-1單抗治療的轉移性黑色素瘤患者（n=21）的獨立隊列中也觀察到類似的結果（圖5F）。 研究人員還在MC38小鼠腫瘤模型中測試了抗FGL1和抗LAG-3在B7-H1-PD-1通路阻斷中的作用,，結果表明,，單獨使用三種抗FGL1單抗、抗LAG-3單抗或抗B7-H1單抗處理是可以延緩腫瘤生長和部分延長生存率（圖5G）,，而與單抗治療相比,，抗FGL1或抗LAG-3單抗聯(lián)合抗B7-H1單抗能顯著提高生存率（圖5G）和降低腫瘤負擔（圖5H）。以上結果表明,，FGL1-LAG-3相互作用是獨立于B7-H1-PD-1通路的另一條腫瘤免疫逃逸通路,，阻斷這條通路能和抗PD-1治療起到協(xié)同作用。
參考文獻： Wang et al. Fibrinogen-like Protein 1 Is a Major Immune Inhibitory Ligand of LAG-3, Cell (2019), https:///10.1016/j.cell.2018.11.010 |
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