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癌细胞“免疫逃逸”的对策 精选

已有 5979 次阅读 2020-2-2 11:35 |个人分类:健康生活|系统分类:科普集锦| 癌细胞, 免疫逃逸

癌细胞“免疫逃逸”的对策

诸平

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Fig. 1 Cancer cells become invisible to the body's immune response. Unhindered by T cells (green), they can continue to replicate. Scientists have now described an important step in this process called "immune escape". Credit: CIBSS/University of Freiburg, Michal Roessler

据德国弗莱堡大学University of Freiburg) 2020131日提供的消息,德国的科学家对于癌细胞如何回避人体的免疫反应给出新解释。癌细胞之所以不受T细胞(绿色)的阻碍,它们可以继续复制。是因为在这一过程中存在着一个重要步骤——免疫逃逸(immune escape,见图1Fig. 1)。

众所周知,T细胞在我们的免疫系统对抗体内可能发展为癌症的修饰细胞的斗争中发挥着重要作用。吞噬细胞和B细胞识别这些细胞中的变化并激活T细胞,然后启动完整的破坏程序。在许多情况下,它的功能很好-除非癌细胞发生突变并形成一种伪装,使它们逃脱免疫系统的发现。

德国弗赖堡大学和德国汉诺威莱布尼兹大学(Leibniz University HannoverLUH)的研究人员,现在描述了这一过程中的一种免疫逃逸(immune escape关键蛋白质如何被激活。该团队由弗莱堡大学教授玛娅·班克斯-科恩(Maja Banks-Köhn)博士和沃尔夫冈·沙梅尔(Wolfgang Schamel)教授以及LUH的结构生物学家特丽莎·卡洛马尼奥(Teresa Carlomagno)教授领导,他们在研究中使用了生物物理、生物化学和免疫学方法。基于这些见解,玛娅·班克斯-科恩博士希望开发出专门干预这种激活机制的药物。将来,他们可以改善依靠所谓的免疫检查点抑制剂的既定癌症治疗方法。该团队于2020131日在《科学进展》(Science Advances)杂志上发表了他们的合作研究结果——M. Marasco, A. Berteotti, J. Weyershaeuser, N. Thorausch, J. Sikorska, J. Krausze, H. J. Brandt, J. Kirkpatrick, P. Rios, W. W. Schamel, M. Köhn, T. Carlomagno. Molecular mechanism of SHP2 activation by PD-1 stimulation. Science Advances,  31 Jan 2020: Vol. 6, no. 5, eaay4458. DOI: 10.1126/sciadv.aay4458.

检查点抑制剂(Checkpoint inhibitors)是通过与细胞受体结合而起作用的治疗性抗体。T细胞表面存在称为免疫检查点受体蛋白质,包括程序性细胞死亡1PD1 programmed cell death 1, or PD1),以及由这些蛋白质触发的信号传导途径。这些一起阻止了健康人体内的免疫反应。这种调节机制可以防止炎症症状持续太久而失控——不受抑制的炎症症状包括发红、肿胀和发烧。

癌细胞利用炎症机制使身体在细胞增殖时变得无助。通过细胞培养和相互作用研究,这两所大学的研究人员发现,T细胞中的一种名为SHP2的信号蛋白在被癌细胞的信号激活后,会在两个特定的位置与PD1结合。正是这种与SHP2的双重结合促进了伪装效应,并完全阻断了免疫细胞的反应。

阻断免疫抑制剂如PD1的抗体已被批准用于治疗皮肤黑色素瘤和肺癌,并延长了患者的存活期。然而,结果是许多病人遭受自身免疫反应。玛娅·班克斯-科恩博士说:“预防SHP2PD1结合的药物将来可以用来减轻副作用,支持或替代抗体疗法。”

玛娅·班克斯-科恩和沃尔夫冈·沙梅尔通过修饰SHP2分子研究了B细胞和T细胞的免疫反应,测试了他们基于LUH团队的晶体结构和磁共振分析的预测。他们的数据准确显示了SHP2蛋白如何以及在哪些区域与PD1结合,从而揭示了可能的药物靶点。玛娅·班克斯-科恩表示:在我们正在进行的研究项目中,下一步是解码PD1 信号传导途径,换句话说,就是蛋白质在细胞中的位置,它们在何处结合以及信号在什么时间范围内生效。

更多信息请注意浏览原文或者相关报道,如即将死亡的细胞如何防止危险的免疫反应How dying cells prevent dangerous immune reactions)等。

Abstract

In cancer, the programmed death-1 (PD-1) pathway suppresses T cell stimulation and mediates immune escape. Upon stimulation, PD-1 becomes phosphorylated at its immune receptor tyrosine–based inhibitory motif (ITIM) and immune receptor tyrosine–based switch motif (ITSM), which then bind the Src homology 2 (SH2) domains of SH2-containing phosphatase 2 (SHP2), initiating T cell inactivation. The SHP2–PD-1 complex structure and the exact functions of the two SH2 domains and phosphorylated motifs remain unknown. Here, we explain the structural basis and provide functional evidence for the mechanism of PD-1-mediated SHP2 activation. We demonstrate that full activation is obtained only upon phosphorylation of both ITIM and ITSM: ITSM binds C-SH2 with strong affinity, recruiting SHP2 to PD-1, while ITIM binds N-SH2, displacing it from the catalytic pocket and activating SHP2. This binding event requires the formation of a new inter-domain interface, offering opportunities for the development of novel immunotherapeutic approaches.



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2 黄永义 lifescience1

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