ULBP1蛋白：NKG2D配體潛力成員，多種血液和實體腫瘤CAR-T治療靶點！
日期：2023-04-28 09:20:13
近日，一篇發表在血液瘤《The Lancet Haematology》知名雜志的研究報道，多劑CYAD-01治療反復發作/難治性急性髓性白血?。ˋML）、骨髓增生異常綜合征（MDS）或多發性骨髓瘤（MM）患者，顯示出一定程度的療效和安全性 [1]。CYAD-01是一種基于NKG2D受體的CAR-T細胞治療，NKG2D受體可以識別表達在大多數實體瘤和血癌細胞表面的8種不同的配體（MICA、MICB；ULBP1-ULBP6），導致它可以同時靶向多種不同的癌癥。
NKG2D配體（NKG2D Ligands，NKG2DL）在廣泛的血液惡性腫瘤中過表達。據CYAD-01的I期臨床數據顯示，通過CAR T細胞療法靶向NKG2D配體可提高對這些腫瘤的治療效果。ULBP1，作為NKG2D配體成員之一，在多種血液和實體腫瘤中高表達，使用NKG2D CAR-T靶向方法，有望增強對高表達ULBP1的腫瘤細胞的抗腫瘤活性。今天，我們一起探究ULBP1作為NKG2D配體潛力成員，在癌癥治療中的新機遇！
1. 什么是NKG2D Ligands家族蛋白？
NKG2D ligands（NKG2DLs）家族蛋白即NKG2D所識別的配體，主要包括六種巨細胞病毒UL16結合蛋白1-6（ULBP1、ULBP2、ULBP3、ULBP4、ULBP5、ULBP6）和MHC I鏈相關分子A和B（MICA、MICB）[2]。正常情況下，NKG2DLs在健康細胞表面表達相對較低。當細胞發生應激，例如在感染或惡性轉化，NK細胞就能通過NKG2D-NKG2DLs形式結合并殺傷應激細胞（圖1）[3]。
大量研究已證實，NKG2D/NKG2DL軸參與NK細胞的抗腫瘤作用。因而，NKG2DLs成為腫瘤免疫治療的分子潛力靶點。事實上，鑒于NKG2D配體在腫瘤組織表達的特異性，目前已開發出基于靶向NKG2D配體的CAR-T療法，該CAR-T在臨床前和臨床試驗中被應用于腫瘤的治療，展現出了優越的抗腫瘤效果和良好的安全性 [4]。
圖1. NKG2DL在腫瘤中高表達 [3]
2. 什么是ULBP1？
UL16結合蛋白-1（UL16-binding protein 1，ULBP1）是NKG2D ligand家族蛋白的成員之一，亦稱NKG2DL，屬于MHC-I類相關分子的新家族。ULBP1編碼基因位于6q24.2-6q25.3。ULBPs都具有相似的結構特征，包括一個信號肽序列、一個α1域、一個α2域和一個細胞膜錨定區域 （圖2） [5]。ULBP1-4不含跨膜結構域，只能通過GPI與細胞膜相連。各ULBPs分子與受體NKG2D的親和力不同。ULBP1蛋白可以通過結合NKG2D激活NK細胞、CD8+ T細胞和γδT細胞，從而參與免疫監視和免疫清除的過程。已有研究證實，NKG2D和ULBP1配體在多種腫瘤中相互作用，在免疫細胞靶向并殺傷細胞中起重要作用 [6]。
圖2. 人和鼠NKG2D ligands的結構 [5]
3. ULBP1在NKG2D/NKG2DL系統中的作用機制
大量研究已揭示，NKG2D/NKG2DL系統在腫瘤免疫治療中扮演重要作用。該系統可誘導癌細胞表達NKG2DL，使得這些細胞易受NK細胞殺傷，充分說明NKG2D/NKG2DL系統在腫瘤免疫排斥和監測中的作用，使該系統成為免疫治療的重要靶點（點擊查看“NKG2D，一個極具潛力的CAR-T和CAR-NK靶點”相關報道文章）。然而，NKG2DL誘導所涉及的機制在很大程度上是未知的。
為了解誘導癌細胞表達NKG2DL的機制，一項研究首次報道了ULBP1基因轉錄的調節功能特征。研究表明，Sp3和Sp1在ULBP1啟動子活性和蛋白質表達中發揮著重要作用。這些轉錄因子在體外和體內都能與位于ULBP1基因最小啟動子的CRE(1)位點結合，證明了ULBP1的表達嚴格依賴于Sp1/Sp3的活性 [7]。
此外，在HeLa和HEK293細胞中，突變或刪除Sp1/Sp3結合位點會幾乎完全抑制ULBP1啟動子的活性，進而影響對癌細胞或感染細胞的免疫反應。研究結果還表明，ULBP1的表達可能受AP-2α的調節，AP-2α下調HeLa細胞中ULBP1的表達（圖3） [7]。
另有研究發現，丙型肝炎病毒蛋白NS3/4A抑制了ULBP1啟動子的活性，并且這一抑制作用隨著NS3/4A表達量的增加而增加 [8]。此外，IL15可通過激活NK細胞ULBP1/NKG2D信號，抑制食管癌細胞的遷移和侵襲 [9-10]。
圖3. ULBP1轉錄調控模型 [7]
4. ULBP1在腫瘤中的作用
NKG2DL的表達在特定腫瘤或感染細胞中存在顯著差異，也就是說，不同的刺激或病理狀態可能引起不同NKG2DL的表達。陸續研究表明，ULBP1在多種類型的腫瘤細胞，包括白血病、淋巴瘤、黑色素瘤、乳腺癌、肺癌和胃癌等表達上調 [11-13]。ULBP1與NK細胞和T細胞上的NKG2D的相互作用可以激活它們對腫瘤細胞的細胞毒性活動。
在原發性神經膠質瘤細胞中，存在MICA和ULBP1、ULBP2、ULBP3表達，但極少表達MICB [14-15]。在原發性白血病和惡性黑色素瘤中，主要表達ULBP分子。在卵巢癌細胞中，MICA、ULBP1、ULBP3低水平表達，而ULBP2表達水平較高 [16-17]。
在卵巢癌和頭頸部鱗癌中，ULBP1表達水平與患者生存率呈正相關 [18-20]；而在結直腸癌和胰腺癌中，ULBP1表達水平與患者生存率呈負相關 [21-22]。進一步研究提示，p53可以明顯上調人NKG2D配體ULBP1、ULBP2在腫瘤細胞表面的表達，進而增強NK細胞的殺傷作用 [23]。
在白血病或淋巴瘤中，存在非常廣泛的ULBP1表達水平。研究人員發現，淋巴瘤細胞表達高水平的ULBP1時更容易被γδ T細胞攻擊。在不同的淋巴瘤患者中，ULBP1的表達水平存在很大差異，提示ULBP1可作為生物標志物，預測哪些患者會對γδ T細胞免疫療法產生良好的反應 [24]。
5. ULBP1的臨床在研藥物
目前，一些針對ULBP1的臨床在研藥物已經進入到臨床試驗階段 （表1）。例如，美國Celyad公司開發的靶向ULBP1的CAR-T藥物（CYAD-01，又名CAR-T NKG2D）已處于臨床2期。早期臨床數據已顯示，CYAD-01在針對復發難治性AML的臨床試驗中，出現第一個CR（完全緩解）的患者，其結果令人振奮。此外，抗ULBP1單抗也處于早期開發階段，預計未來幾年將進入臨床試驗。這些基于NKG2D/NKG2DL系統的靶向藥物的成功研發和應用，將為血液腫瘤治療提供新的方向和希望！
| 藥物名稱 | 靶點 | 作用機制 | 藥物類型 | 在研適應癥 | 在研機構 | 全球最高研發狀態 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CYAD-01 | ULBP1 | ULBP1調節劑 | CAR-T | 骨髓增生性疾??； 急性髓性白血??； 多發性骨髓瘤； 骨髓增生異常綜合征； 結直腸癌； 結腸癌肝轉移； 結腸癌 |
Dartmouth College；Ono Pharmaceutical Co., Ltd.；Celyad Oncology SA | 臨床2期 |
| Anti-NKG2DL gamma delta CAR-T cell therapy | ULBP1 | T淋巴細胞替代物；基因轉移；ULBP1抑制劑 | CAR-T | 結直腸癌；鼻咽癌；腫瘤；前列腺癌；肉瘤；胃癌 | CytoMed Therapeutics Ltd. | 臨床1期 |
| KYK-2.0 IgG1 (NCI) | ULBP1 | ULBP1抑制劑 | ULBP1抑制劑 | / | / | 藥物發現 |
表1. ULBP1臨床研究進展
為鼎力協助各藥企針對ULBP1在血液及實體瘤臨床中的研究，CUSABIO推出ULBP1活性蛋白產品（CSB-MP887177HU；CSB-MP887177HUj1-B)，助力您在ULBP1機制方面的研究或其潛在臨床價值的探索。
ULBP1 蛋白：
● Recombinant Human UL16-binding protein 1(ULBP1) (Active) (CSB-MP887177HU)
● RRecombinant Human UL16-binding protein 1(ULBP1),Biotinylated (Active) (CSB-MP887177HUj1-B)
ULBP1 抗體：
參考文獻：
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