《細(xì)胞》：王皞鵬團隊等揭示LAG3發(fā)揮免疫檢查點功能的分子機制
LAG3 作為一種免疫檢查點受體，在調(diào)節(jié) T 細(xì)胞活化和抗腫瘤免疫方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。據(jù)報道，多個配體與 LAG3 相互作用，包括 MHC II 類和 FGL1，前者在抗原呈遞細(xì)胞上表達，后者分別由肝細(xì)胞和某些類型的腫瘤細(xì)胞分泌。當(dāng)與配體結(jié)合時，LAG3 會抑制 T 細(xì)胞活化、細(xì)胞因子生成和增殖，從而促進腫瘤免疫逃逸。
2023 年，美國 FDA 批準(zhǔn)了 LAG3 阻斷抗體瑞拉利單抗（Relatlimab）上市，成為繼 CTLA4、PD-1/PD-L1 之后第三個具有臨床療效的免疫檢查點藥物。
盡管 LAG3 免疫檢查點在臨床上頗具前景，但對其功能機制的理解卻出奇地有限且存在爭議。
首先，F(xiàn)GL1 最近被確認(rèn)為潛在的 LAG3 配體，在體外與 LAG3 結(jié)合，并且在被敲除時促進 T 細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)。然而，還有研究顯示，MHC II 類分子而不是 FGL1 作為 LAG3 的功能性配體，在自身免疫和抗癌免疫中抑制 T 細(xì)胞。
其次，與其他免疫檢查點受體不同，LAG3 在其胞質(zhì)尾部缺乏基于酪氨酸的抑制性基序。相反，它包含幾個進化上保守的區(qū)域，包括從其胞質(zhì)尾的 N 端到 C 端的 FSALE、KIEELE 和 EP 基序。然而，關(guān)于 LAG3 信號基序，文獻中存在差異。最近有報道稱，LAG3 中的 EP 基序通過破壞 CD4-Lck 相互作用，對 T 細(xì)胞受體（TCR）信號發(fā)揮不依賴配體的抑制作用。還有大量證據(jù)表明，配體結(jié)合對于 LAG3 介導(dǎo)的抑制功能至關(guān)重要。特別是，F(xiàn)SALE 基序已被證明在 MHC II 類分子介導(dǎo)的配體結(jié)合時介導(dǎo) LAG3 的抑制功能。此外，由于在各種雜交瘤 T 細(xì)胞中存在相互矛盾的研究結(jié)果，KIEELE 基序的作用仍不明確，因此需要更具生理相關(guān)性的實驗設(shè)置來研究其功能。
第三，盡管免疫受體激活通常具有可識別的生化特征，例如 TCR 激活時 CD3 的磷酸化，但缺乏直接的讀出指標(biāo)來評估 LAG3 信號傳導(dǎo)，這成為了 LAG3 研究的一個瓶頸。
總體而言，LAG3 在與配體結(jié)合后是如何觸發(fā)抑制功能的，目前仍不清楚，了解這一機制有助于識別潛在的反應(yīng)生物標(biāo)志物，并推動涉及 LAG3 抑制的更合理、更有效的聯(lián)合療法的發(fā)展。
這項研究旨在闡明 LAG3 的免疫抑制功能的激活機制。研究團隊使用無偏倚的質(zhì)譜分析方法和核磁共振（NMR）分析，結(jié)合基因敲入動物模型，發(fā)現(xiàn)配體結(jié)合觸發(fā)了 LAG3 的快速泛素化，釋放了 LAG3 信號尾，特別是 FSALE 基序，使其與細(xì)胞膜的結(jié)合消失，從而釋放了其抑制功能。此外，該研究證明了 LAG3 泛素化在腫瘤微環(huán)境（TME）中活躍地發(fā)生，這是 LAG3 介導(dǎo)的體內(nèi)抗腫瘤免疫抑制所不可或缺的，并且可以作為 LAG3 阻斷治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物。
具體來說，該研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng) LAG3 與配體結(jié)合時，會經(jīng)歷強烈的非 K48 鏈接的多聚泛素化，這會促進 LAG3 的抑制功能，而不是導(dǎo)致其降解。這種泛素化可能由主要組織相容性復(fù)合體 II 類（MHC II 類）與膜結(jié)合（而非可溶性）的纖維蛋白原樣蛋白 1（FGL1）的結(jié)合所觸發(fā)。
LAG3 的泛素化由 E3 連接酶 c-Cbl 和 Cbl-b 共同介導(dǎo)，破壞了其膜近端富含堿性殘基序列的膜結(jié)合，從而使 LAG3 的胞質(zhì)尾穩(wěn)定在膜分離構(gòu)象中，從而能夠進行信號傳導(dǎo)。此外，LAG3 的泛素化對于 LAG3 在體內(nèi)介導(dǎo)的抗腫瘤免疫抑制至關(guān)重要。LAG3 治療性抗體始終抑制 LAG3 泛素化，這與它們的檢查點阻斷效應(yīng)相關(guān)。進一步的患者隊列分析表明，LAG3/CBL 共表達可作為 LAG3 阻斷反應(yīng)的生物標(biāo)志物。
該研究的核心發(fā)現(xiàn)：
-
LAG3 在與配體結(jié)合后會迅速經(jīng)歷非降解性的多聚泛素化；
-
配體誘導(dǎo)的泛素化通過將 LAG3 尾從膜上釋放來激活 LAG3；
-
LAG3 的泛素化是其在體內(nèi)抑制抗腫瘤免疫所必需的；
-
LAG3/CBL 共表達可識別出可能對 LAG3 阻斷療法有反應(yīng)的患者
這項研究揭示了 LAG3 與配體結(jié)合后的蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTM），發(fā)現(xiàn)配體誘導(dǎo)的泛素化不僅可作為 LAG3 信號傳導(dǎo)的指標(biāo)，還充當(dāng) LAG3 功能的分子開關(guān)。在沒有配體的情況下，LAG3 主要通過暴露的 EP 基序發(fā)揮其抑制作用，而 FSALE 基序則與細(xì)胞膜結(jié)合而被隔離。在與配體結(jié)合后，LAG3 在 E3 泛素化連接酶 Cbl 介導(dǎo)的 KIEELE 基序內(nèi)迅速發(fā)生泛素化，使 FSALE 從細(xì)胞膜上釋放，從而實現(xiàn) LAG3 的功能。
這項研究揭示了一種具有轉(zhuǎn)化潛力的癌癥免疫治療中的免疫檢查點觸發(fā)機制，并開發(fā)了可預(yù)測 LAG3 治療效果的新型生物標(biāo)志物，為腫瘤免疫的精準(zhǔn)治療提供了新策略。
論文鏈接：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00199-0