LAG-3是一种I型跨膜蛋白，主要表达在活化的T细胞和自然杀伤细胞上，由四个高度与CD4同源的细胞外免疫球蛋白（Ig）样结构域（D1-D4）组成。LAG-3被确定为继CTLA-4和PD-1之后的第三个具有抗阻抗体的临床靶向免疫检查点。LAG-3和PD-1在可移植肿瘤模型的肿瘤浸润淋巴细胞上被发现共表达，单独使用LAG-3抗体或与PD-1阻断剂联合使用可以在小鼠肿瘤模型中减少恶性癌细胞的生长并促进肿瘤清除。
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单字母 H2N-CVPMTYRAC-OH(Disulfide Bridge:C1-C9)
多字母 H2N-Cys-Val-Pro-Met-Thr-Tyr-Arg-Ala-Cys-OH(Disulfide Bridge:Cys1-Cys9)
氨基酸个数 9
分子式 C43H68N12O12S3
展开剩余80%平均分子量(MW) 1041.27
在这项研究中，通过使用噬菌体展示技术，首次开发出一种高亲和力的环肽C25，其能特异性地结合到LAG-3上。进一步的体外和体内实验表明，C25能够有效阻断LAG-3信号通路并取得显著的抗肿瘤效果。
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为获取LAG-3结合肽，对重组人LAG-3-Fc蛋白进行了5轮生物淘选，并随机选取噬菌体克隆。共获得75条有效核苷酸序列，富含噬菌体克隆的氨基酸序列见表1。合成了3条肽（C17、C19和C25）。
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图1.通过微量热泳动（MST）检测环肽与人淋巴细胞活化基因3（hLAG-3）的结合。环肽（A）C17、（C）C19和（E）C25的化学结构，形成环肽的二硫键在圆圈内标出。环肽（B）C17、（D）C19和（F）C25与hLAG-3的结合曲线。
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图2.通过基于细胞的阻断实验测定环肽对LAG-3/HLA-DR相互作用的影响。（A）基于细胞的阻断实验示意图。（B）不同浓度（0-100ng/mL）的重组人干扰素-γ（rhIFN-γ）诱导THP-1细胞48小时后HLA-DR的流式细胞术分析。（C）不同浓度环肽C17、C19和C25的基于细胞的阻断实验。（D）不同浓度环肽C25对LAG-3/HLA-DR阻断的代表性流式图。数据以平均值±标准差（n=3）表示。
结论总结
在本研究中，通过噬菌体展示技术鉴定出一种对人LAG-3蛋白具有高亲和力的环肽C25。结果表明，通过微量热泳动（MST）测定C25与人LAG-3蛋白的亲和力Kd值为0.66μmol/L，通过表面等离子共振（SPR）测定为0.215μmol/L，这表明C25能够有效结合LAG-3。除了与LAG-3的有效相互作用外，确定该分子在LAG-3与配体结合中的阻断效率也至关重要。因此，文章通过基于细胞的阻断实验测定了C25的阻断能力，发现C25能够以剂量依赖的方式阻断HLA-DR与LAG-3的结合。此外，当C25的浓度为100μmol/L时，阻断率达到了60%，这表明C25能够有效阻断LAG-3/HLA-DR蛋白质相互作用。LAG-3蛋白质由四个Ig样的细胞外结构域D1-D4组成。MHC-II通过LAG-3蛋白质的D1结构域与LAG-3相互作用。文章的研究发现C25能够阻断LAG-3与MHC-II的结合，因此我们推测C25可能与LAG-3的D1区域结合，占据MHC-II的关键位点，从而阻止LAG-3与MHC-II的结合。
使用免疫检查点抑制剂进行肿瘤免疫治疗的临床疗效取决于肿瘤浸润CD8+T细胞的激活和扩增。LAG-3作为T细胞的负调节因子，对CD8+T细胞具有直接抑制作用。LAG-3在未激活的CD8+T细胞上的表达水平较低，但在肿瘤浸润的CD8+T细胞中则过度表达，例如在肝细胞癌、肾细胞癌和其他实体瘤中。在自身耐受模型中，阻断LAG-3可增强CD8+T细胞的效应功能，并释放更多的IFN-γ。用LAG-3抗体治疗黑色素瘤肿瘤模型可导致CD8+IFN-γ产生细胞增加，肿瘤生长减缓。在文章的研究中，用C25肽治疗CT26异种移植小鼠模型后，肿瘤浸润的CD8+T细胞比例增加，脾脏和引流淋巴结中CD8+IFN-γ+T细胞的比例也显著增加。在B16-OVA异种移植小鼠模型中，用C25肽治疗后肿瘤浸润的CD8+T细胞比例增加。文章用OVA257-264肽体外刺激T细胞，该肽能够引起肽特异性抗原T细胞反应，发现脾脏、引流淋巴结和肿瘤中IFN-γ+CD8+T细胞的比例也显著增加。基于上述结果，C25治疗能够重新激活CD8+T细胞。
MHC-II是CD4和LAG-3的共同配体，LAG-3与MHC-II的相互作用能够负向调节CD4+T细胞的扩增并抑制细胞因子反应。
本研究通过噬菌体展示生物淘选技术开发了一种新型环肽C25，其可靶向LAG-3。C25肽在体外与LAG-3蛋白具有高亲和力结合，并能够阻止LAG-3与其配体HLA-DR的结合。体内实验表明，CD8+T细胞被激活，调节性T细胞（Tregs）减少，提示其具有抗肿瘤免疫活性。因此，文章的研究结果为癌症免疫治疗提供了针对LAG-3的新型候选肽和策略。
参考文献：doi.org/10.1016/j.apsb.2020.01.005
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