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小藥談靶點(diǎn):TREM2小藥說藥 · 04期 阿爾茨海默病、肥胖相關(guān)代謝綜合征和癌癥是目前導(dǎo)致人類死亡的首要原因,也是西方世界醫(yī)療領(lǐng)域花費(fèi)最多的三大疾病。近年來,髓系細(xì)胞在多種病理過程中的中心作用成為人們研究的熱點(diǎn),其中髓系細(xì)胞-2上表達(dá)的觸發(fā)受體(TREM2)被認(rèn)為是一個(gè)主要的病理誘導(dǎo)免疫信號(hào)中樞,在髓系細(xì)胞活化和存活中起著重要作用。 TREM2是一種與多種配體相互作用的受體,其中許多配體是組織損傷的標(biāo)志。TREM2的編碼變異會(huì)增加阿爾茨海默癥和其他神經(jīng)退行性疾病的風(fēng)險(xiǎn),TREM2也由腫瘤浸潤的巨噬細(xì)胞表達(dá),與抗PD-1聯(lián)合應(yīng)用時(shí),抗TREM2單抗抑制腫瘤生長并促進(jìn)腫瘤消退。 這些發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的對(duì)TREM2的濃厚興趣,探索TREM2在治療阿爾茨海默癥和腫瘤等方面的應(yīng)用。下面我們來一起回顧一下TREM2的病理生理學(xué),以及在阿爾茨海默病、癌癥和代謝綜合征方面的應(yīng)用前景。 TREM2是免疫球蛋白超家族的跨膜受體。TREM2的配體包含大量陰離子分子,游離并結(jié)合在質(zhì)膜上,包括細(xì)菌產(chǎn)物、DNA、脂蛋白和磷脂。TREM2由胞外結(jié)構(gòu)域,一個(gè)單一的跨膜螺旋和一個(gè)缺乏任何信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基序的短胞內(nèi)區(qū)組成,該胞外結(jié)構(gòu)域包括一個(gè)V型免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域和一個(gè)短的連接肽,金屬蛋白酶ADAM10和ADAM17在此處可以裂解TREM2。
來源參考文獻(xiàn)1
TREM2的生理作用 在細(xì)胞水平上,不同環(huán)境下的TREM2信號(hào)可誘導(dǎo)細(xì)胞表型和功能的顯著變化,包括誘導(dǎo)吞噬、脂質(zhì)代謝和代謝轉(zhuǎn)移,促進(jìn)細(xì)胞存活和對(duì)抗炎癥激活。 來源參考文獻(xiàn)4 吞噬與代謝 抑制炎癥 TREM2激活可在信號(hào)水平拮抗促炎性刺激的髓系細(xì)胞反應(yīng),吞噬凋亡碎片本身就是防止繼發(fā)性壞死和釋放內(nèi)源性促炎危險(xiǎn)信號(hào)的機(jī)制。因此,缺乏凋亡碎片清除機(jī)制的小鼠會(huì)發(fā)展成慢性炎癥狀態(tài)。TREM2的作用與這些觀察結(jié)果一致,促進(jìn)吞噬功能,同時(shí)關(guān)閉免疫激活。 在分子水平上,一些標(biāo)志性的抗炎基因在小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中以TREM2依賴的方式表達(dá);這些基因包括Galectin-1和-3(Lgals1和Lgals3)、白細(xì)胞介素1受體拮抗劑(Il1rn)、前顆粒體蛋白(Grn)等,這些都是炎癥反應(yīng)的已知調(diào)節(jié)劑。 促進(jìn)細(xì)胞存活 TREM2信號(hào)已被證明在體外生長因子耗竭(低CSF-1)和體內(nèi)應(yīng)激(組織損傷、炎癥和Aβ毒性)的情況下促進(jìn)巨噬細(xì)胞存活。缺乏TREM2或表達(dá)功能失調(diào)的小膠質(zhì)細(xì)胞顯示葡萄糖使用減少、糖酵解缺陷和低ATP水平,將低存活率與代謝缺陷聯(lián)系起來。與這些發(fā)現(xiàn)一致,能夠重構(gòu)ATP水平的環(huán)肌酸改善了Aβ介導(dǎo)的毒性條件下小膠質(zhì)細(xì)胞的存活率。 髓系細(xì)胞中的TREM2激活通常會(huì)導(dǎo)致其表型根據(jù)組織中的變化而調(diào)整,包括生理?xiàng)l件下的細(xì)胞成熟和激活后巨噬細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)變。例如,TREM2信號(hào)對(duì)于破骨細(xì)胞的成熟至關(guān)重要;缺乏TREM2的小鼠顯示破骨細(xì)胞數(shù)量較少,在體外破骨細(xì)胞前體需要TREM2在巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)處理后向成熟破骨細(xì)胞過渡,這可以解釋NHD患者和老年TREM2缺陷小鼠的骨功能受損。 小膠質(zhì)細(xì)胞的TREM2對(duì)于誘導(dǎo)疾病相關(guān)小膠質(zhì)細(xì)胞(DAMs)的轉(zhuǎn)錄組和功能至關(guān)重要,DAMs是一種小膠質(zhì)細(xì)胞亞型,出現(xiàn)在各種神經(jīng)退行性變動(dòng)物模型的大腦中,其特征是激活吞噬和脂質(zhì)代謝相關(guān)途徑。同樣,TREM2對(duì)于誘導(dǎo)單核細(xì)胞衍生脂質(zhì)相關(guān)巨噬細(xì)胞(LAM)也是必需的,LAM存在于肥胖脂肪組織中,在脂肪細(xì)胞周圍形成樹冠狀結(jié)構(gòu),并調(diào)節(jié)肥胖的代謝綜合征。
TREM2和DAM在AD和其他神經(jīng)退行性變病例中起著重要作用。事實(shí)上,在AD小鼠模型的小膠質(zhì)細(xì)胞中過表達(dá)人TREM2改善了病理表型,包括斑塊負(fù)荷和認(rèn)知障礙。與AD相關(guān)的最常見的TREM2變異體是R47H,這是一種導(dǎo)致配體結(jié)合能力喪失的突變,從而減弱了TREM2相互作用配體的吞噬作用,導(dǎo)致Aβ、APOE和CLU/APOJ以及斑塊相關(guān)脂質(zhì)的異常累積。 可溶性TREM2(sTREM2)在患有各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者的腦脊液(CSF)中,其水平升高,如MS、AD、帕金森氏。≒D)、伴有前角蛋白(GRN)突變的額顳葉癡呆(FTD)、認(rèn)知正常的個(gè)體自然衰老,以及唐氏綜合征患者的血漿中。將sTREM2的腦脊液濃度與人腦功能的其他測(cè)量值相匹配表明,sTREM2對(duì)應(yīng)于遺傳性AD風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),并與疾病特征相關(guān)。這些結(jié)果表明,sTREM2水平反映了小膠質(zhì)細(xì)胞激活狀態(tài)對(duì)已建立的神經(jīng)元變性的反應(yīng),并且腦脊液sTREM2濃度可作為神經(jīng)元損傷的替代免疫生物標(biāo)記物。 sTREM2是通過蛋白質(zhì)水解副產(chǎn)物或通過選擇性剪接產(chǎn)生的,這表明sTREM2可能不僅具有生物標(biāo)記物價(jià)值,而且還具有生物功能。事實(shí)上,sTREM2已被證明能促進(jìn)應(yīng)激下的髓系細(xì)胞存活。定向?qū)TREM2或sTREM2過度表達(dá)的腺病毒注射到5xFAD小鼠的大腦中,導(dǎo)致Ab斑塊負(fù)荷減少,并以小膠質(zhì)細(xì)胞依賴的方式拯救學(xué)習(xí)和記憶能力。這個(gè)結(jié)果顯示了sTREM2的治療潛力。
TREM2在癌癥中的新作用 越來越多的證據(jù)表明TREM2在腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)和髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)中起作用。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),與健康對(duì)照組相比,肺癌患者和荷瘤小鼠的外周血單核細(xì)胞和TAMs上TREM2顯著上調(diào)。此外,腫瘤細(xì)胞周圍巨噬細(xì)胞的TREM2水平與腫瘤進(jìn)展呈正相關(guān)。 此外,TREM2+髓系細(xì)胞在體外對(duì)T細(xì)胞增殖有較強(qiáng)的抑制作用。另一項(xiàng)研究表明,與正常胃組織相比,胃癌樣本中TREM2 mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平顯著升高,在這項(xiàng)研究中,作者還證明了317名胃癌患者的TREM2水平與患者的預(yù)后呈顯著的負(fù)相關(guān)。 TREM2也被認(rèn)為是膠質(zhì)瘤和肝細(xì)胞癌的靶點(diǎn),再次證明其上調(diào)與腫瘤進(jìn)展相關(guān)。此外,最近對(duì)腫瘤微環(huán)境的scRNA-seq研究表明,TREM2在多個(gè)髓樣細(xì)胞亞群中表達(dá),有些與MDSCs的各種特征性標(biāo)記重疊。有研究表明,在某些腫瘤中,TREM2在癌細(xì)胞中表達(dá),并可直接促進(jìn)其生存,例如食管腺癌。總之,越來越多的證據(jù)表明TREM2在促進(jìn)腫瘤免疫抑制微環(huán)境中起著重要作用。 來源參考文獻(xiàn)2
最新的研究發(fā)現(xiàn)TREM2–/–小鼠比野生型小鼠對(duì)各種癌癥的生長有更強(qiáng)的抵抗力,并且對(duì)抗PD-1免疫療法的反應(yīng)更靈敏。此外,與抗PD-1聯(lián)合應(yīng)用時(shí),抗TREM2單抗抑制腫瘤生長并促進(jìn)腫瘤消退。 scRNA序列顯示,TREM2缺失和抗TREM2均與腫瘤浸潤中缺乏MRC1+和CX3CR1+巨噬細(xì)胞有關(guān),同時(shí),表達(dá)免疫刺激分子的髓細(xì)胞亞群的擴(kuò)張可促進(jìn)T細(xì)胞反應(yīng)的改善。在超過200例人類癌癥病例中,TREM2在腫瘤巨噬細(xì)胞中表達(dá),并與兩種癌癥的延長生存期呈負(fù)相關(guān)。因此,TREM可能是靶向治療腫瘤骨髓浸潤和增強(qiáng)檢查點(diǎn)免疫治療的理想靶標(biāo)。
TREM2在代謝性疾病中的作用 巨噬細(xì)胞中的TREM2信號(hào)最近被認(rèn)為與代謝性疾病有關(guān)。TREM2+LAMs存在于肥胖人類和小鼠的內(nèi)臟脂肪組織(VAT)中,在這些動(dòng)物中,肥胖是由高脂肪飲食或基因操縱引起的,但在正常飲食的瘦野生型小鼠中不存在。TREM2缺乏的肥胖小鼠的VAT巨噬細(xì)胞分析,揭示了其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是建立LAM表型的關(guān)鍵,LAMs在肥胖中對(duì)VAT組織重塑(尤其是建立牙冠狀結(jié)構(gòu)和抑制脂肪細(xì)胞生長)和系統(tǒng)性地限制肥胖相關(guān)代謝失調(diào)至關(guān)重要。 最近的一份研究表明,在肝損傷中,TREM2信號(hào)抑制炎癥反應(yīng)并促進(jìn)組織重塑;例如,通過控制內(nèi)皮表型。在人類中,VAT中LAMs的頻率與體重指數(shù)相關(guān),患者肝臟中非酒精性脂肪性肝炎與纖維化評(píng)分相關(guān)。
靶向TREM2的治療 TREM2是AD、代謝綜合征和癌癥的關(guān)鍵信號(hào)中樞,有許多可能的干預(yù)措施將TREM2通路作為治療目標(biāo)。最突出的一種方法是用一種能阻斷或激活下游信號(hào)的特異性單克隆抗體或小分子直接靶向受體的活性區(qū)。 由Alector, LLC領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究使用了一種抗TREM2的激動(dòng)劑單克隆抗體(AL002),急性全身給藥AL002后小膠質(zhì)細(xì)胞的單細(xì)胞RNA序列在普通變體和R47H轉(zhuǎn)基因小鼠中均表現(xiàn)出增殖誘導(dǎo)作用。長期服用AL002可減少絲狀斑塊和軸突營養(yǎng)不良,影響行為,并緩和小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng)。該藥目前正在對(duì)AD患者進(jìn)行臨床一期試驗(yàn)。 德國慕尼黑神經(jīng)退行性疾病中心的Christian Haass和Denali Therapeutics領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究是針對(duì)TREM2的裂解部位,以阻斷ADAMs的受體脫落,增加受體的膜濃度并增強(qiáng)其信號(hào)活性。4D9是一種抗體,它與TREM2的莖部區(qū)域結(jié)合并減少其蛋白水解脫落。此外,4D9抗體也被證明能激活TREM2信號(hào),增加小膠質(zhì)細(xì)胞存活和Aβ攝取。在淀粉樣前體蛋白(APP)敲除的AD小鼠模型上,4D9可以使皮質(zhì)斑塊負(fù)荷減少,但沒有報(bào)告認(rèn)知能力的任何變化。 此外,靶向TREM2在腫瘤免疫治療方面也非常具有前景,在最新的一項(xiàng)發(fā)表在cell的研究顯示,在使用3-甲基膽蒽(MCA)誘導(dǎo)的肉瘤、結(jié)直腸癌和乳腺腫瘤模型中,TREM2–/–小鼠比野生型(WT)小鼠更能抵抗腫瘤生長。TREM2–/–與巨噬細(xì)胞亞群改變和腫瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞增多有關(guān),其中一些細(xì)胞表達(dá)PD-1。這一結(jié)果提示,TREM2阻斷可能增強(qiáng)檢查點(diǎn)免疫治療介導(dǎo)的抗腫瘤反應(yīng)。
來源參考文獻(xiàn)2
隨后,對(duì)荷瘤小鼠應(yīng)用Fc突變的抗TREM2單克隆抗體(mAb)可減緩腫瘤生長,并顯著提高抗PD-1免疫治療的療效。通過單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)對(duì)骨髓細(xì)胞形態(tài)的分析表明,抗TREM2單抗治療會(huì)引起浸潤腫瘤的巨噬細(xì)胞群發(fā)生顯著變化:CX3CR1+和MRC1+巨噬細(xì)胞亞群下降,同時(shí)誘導(dǎo)表達(dá)潛在免疫刺激分子的新亞群。 同時(shí),研究發(fā)現(xiàn)TREM2是腫瘤中巨噬細(xì)胞浸潤的標(biāo)志物,TREM2的表達(dá)與結(jié)直腸癌(CRC)和三陰性乳腺癌(TNBC)的總生存率和無復(fù)發(fā)生存率呈負(fù)相關(guān)?筎REM2單抗重塑腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞是一個(gè)非常具有前景的補(bǔ)充檢查點(diǎn)免疫治療的途徑。 |