髓系細胞觸發(fā)受體2(triggeringreceptor expressed on myeloid cells-2,TREM2)是免疫球蛋白超家族的一種跨膜受體,近年來被發(fā)現在多種病理過程中起作用。
TREM2主要表達于髓系細胞表面,如巨噬細胞、樹突狀細胞、粒細胞等;在中樞神經系統(tǒng),TREM2主要在小膠質細胞中表達。TREM2與多種配體相互作用,其中大多數配體是組織損傷的標志物,主要為游離的結合在質膜上的帶負電分子,包括細菌、DNA、脂蛋白和磷脂。已有多項研究證實,TREM2參與阿爾茨海默?。ˋD)等其他神經退行性疾病、代謝綜合征相關的肥胖、脂肪肝和動脈粥樣硬化以及腫瘤等疾病的病理過程。
TREM2的作用機制
TREM2包含一個胞外結構域,該結構域包括一個V型免疫球蛋白結構域、一個短胞外結構域、一個跨膜螺旋和一個不含任何信號轉導或轉運基序的短胞質尾部。對小鼠巨噬細胞的研究表明,TREM2與銜接蛋白DNAX激活蛋白12(DAP12)和DAP10結合,在TREM2與配體相互作用后,這些共同受體被磷酸化,并招募激活細胞內的信號轉導機制。
DAP12,也稱為酪氨酸蛋白酪氨酸激酶結合蛋白(TYROBP),介導脾 臟酪氨酸激酶Syk的激活,而DAP10通過招募磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)促進信號傳導。TREM2可以結合DAP12或DAP10,并可能形成TREM2-DAP12-DAP10異二聚體。下游信號轉導嚴重依賴于這些活動;例如,在小鼠巨噬細胞中,DAP12是Ca2+動員所必需的,而DAP10對絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(AKT1)和細胞外信號調節(jié)激酶(ERK)的激活至關重要。
TREM2信號激活和調控是一個復雜的過程,主要取決于組織微環(huán)境和細胞內狀態(tài)。在正常生理狀態(tài)下,TREM2僅在特定組織中被激活,而在病理狀態(tài)下,TREM2信號傳導可以作為機體感知組織損傷并抑制損傷的重要免疫信號,包括誘導吞噬、脂質代謝和代謝轉移,促進細胞存活和對抗炎癥激活等。目前,TREM2已被發(fā)現與神經系統(tǒng)疾病、腫瘤、代謝性疾病等的發(fā)生發(fā)展有關。
TREM2介導的信號傳導作用機制(來源:參考1)
TREM2與阿爾茨海默癥
TREM2是近年來神經系統(tǒng)領域的明星靶點,最 先發(fā)現其在阿爾茨海默癥(AD)病程中發(fā)揮著重要作用,TREM2影響著腦內碎片清除、促炎細胞因子的產生和釋放以及小膠質細胞的增殖和活化等過程。
具體來說,在AD病人的大腦中,TREM2可以直接與病理性β淀粉樣蛋白
(Aβ蛋白)結合,與淀粉樣蛋白共同形成斑塊,誘導小膠質細胞去極化、增加鉀離子內向電流及細胞因子的表達和分泌,促進小膠質細胞的遷移、增殖以及凋亡。TREM2信號與組織損傷和疾病病理密切相關,因此TREM2及其信號通路的調控對于損傷修復和疾病進展十分重要。
TREM2信號傳導在小膠質細胞生存和代謝中的作用(來源:參考2)
目前已有一些研究利用TREM2的激動性抗體治療AD模式小鼠,但是由于效價不高以及難以穿越血腦屏障等問題,因此,仍需要進一步的抗體工程改造。2022年9月發(fā)表在《科學·轉化醫(yī)學》雜志上的一項對于四價TREM2激動性抗體在AD模式小鼠上的研究成果帶來了新希望。
研究人員篩選發(fā)現了一種TREM2的激動性單克隆抗體Ab18,并通過將二價的免疫球蛋白G1(IgG1)換成四價的可變域免疫球蛋白(TVD-Ig),得到了一種TREM2激活能力提高了100倍的Ab18 TVD-Ig。為了提高抗體穿越血腦屏障的能力,他們將其與靶向轉鐵蛋白受體(TfR)結合,得到雙特異性四價抗體Ab18 TVD-Ig/αTfR,解決了以往抗體效價不足,以及難以穿越血腦屏障的問題。
研究者在對AD模式小鼠注射Ab18 TVD-Ig/αTfR后,發(fā)現可以顯著增強小膠質細胞向淀粉樣斑塊的遷移以及吞噬能力,減少Aβ沉積和tau蛋白的過度磷酸化,改善認知功能。這項研究為我們提供了臨床上更有效的開發(fā)TREM2靶向療法的思路。
Ab18 TVD-Ig/αTfR減少AD小鼠大腦中Aβ沉積(來源:參考4)
TREM2與癌癥
2020年8月,華盛頓大學醫(yī)學院Marco Colonna團隊發(fā)表在Cell的一篇論文首次證實了TREM2在腫瘤免疫的關鍵作用。該研究發(fā)現TREM2–/–小鼠比野生型小鼠對各種癌癥的生長更有抵抗力,并且對PD-1免疫療法的反應更強。此外,PD-1與TREM2聯合治療可以抑制腫瘤生長并促進腫瘤消退。這項重要的發(fā)現為之后腫瘤免疫藥物的研發(fā)指明了新的方向。
目前已有多項研究表明,在癌癥患者中TREM2表達顯著上調,包括肺癌、胃癌、膠質瘤、肝細胞癌和食管癌等。這是因為TREM2的抗炎和免疫抑制作用會促進腫瘤生長和免疫逃避。目前靶向TREM2的腫瘤治療方法是阻斷TREM2信號或從腫瘤微環(huán)境中清除TREM2+髓樣細胞,從而重新激活T細胞介導的抗腫瘤免疫反應。
TREM2在腫瘤細胞中的免疫調節(jié)(來源:參考5)
此外,密歇根大學的一個研究小組發(fā)現,在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)患者的肝 臟中,一些巨噬細胞會表達出較高水平的TREM2,這提示TREM2與NASH的嚴重程度有關。
靶向TREM2的藥物研發(fā)
目前針對TREM2的藥物開發(fā)不多,且主要集中在AD領域。
靶向TREM2的藥物研究進展(來源:公開資料)
艾伯維和Alector公司合作開發(fā)的AL002目前進展較快,已通過安全和耐受性試驗,目前正在進行臨床II期研究,預計2024年會獲得II期頂線數據。
除了神經系統(tǒng)疾病外,研究者也已開始探究TREM2在實體瘤中的作用。Pionyr公司的PY-314能夠特異性地結合TREM2,通過抗體依賴性細胞介導的細胞毒 性作用(ADCC)和/或抗體依賴性細胞介導的吞噬作用(ADCP)來消耗TREM2表達的腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)。
在臨床前模型中,PY314展示了單藥和組合用藥的療效,在單獨或與免疫抑制劑聯合使用過程中,可使多個小鼠共生腫瘤模型的腫瘤完全消退。在腫瘤治愈的小鼠中,通過重新植入相同的腫瘤細胞系,發(fā)現在無治療期一個月后依然沒有腫瘤生長,從而證實了PY314長期的免疫力。
TREM2作為一種新興治療靶點,當前,靶向TREM2的研究主要集中于AD等神經性退變領域中。而TREM2在代謝綜合征相關的肥胖、脂肪肝和動脈粥樣硬化以及腫瘤免疫治療領域的前景依然不容小覷。對TREM2相關信號通路、下游效應基因和TREM2表達調控因子的進一步了解,有望為相關疾病治療提供新的策略。
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