近日,江苏大学药学院冯春来教授团队在一区TOP期刊International Journal of Biological Macromolecules发表题为Design and evaluation of α-helix-based peptide inhibitors for blocking PD-1/PD-L1 interaction的最新研究成果(https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0141-8130(23)03708-X)。该研究从富含α-螺旋的蛋白的结构出发,设计了一系列旨在阻断PD-1/PD-L1免疫检查点的α-螺旋多肽候选物,通过筛选、优化出最佳的多肽类抑制剂,有效抑制PD-1/PD-L1相互作用,从而显著抑制肿瘤增殖,增强T细胞的肿瘤浸润以及活化,实现了调节肿瘤免疫抑制微环境的目标。这一研究成果对为肿瘤免疫治疗提供了新的治疗工具,具有重要意义。
在该项研究中,研究人员基于蛋白的α螺旋构象,采用分子对接和分子动力学模拟等多种方法,设计和筛选了32个多肽候选物。研究结果显示,4F-8、4F-16、4F-30和4F-32这4条多肽候选物能够有效抑制PD-1/PD-L1的相互作用,从而增强抗肿瘤免疫应答的能力(图1)。其中4F-16和4F-32与PD-L1蛋白的结合作用最强,两条多肽在体外实验中有效阻断了PD-1/PD-L1相互作用,促进了相关细胞因子的表达;随后在体内荷瘤小鼠模型上多肽抑制剂能够显著抑制肿瘤的生长,同时促进T细胞的肿瘤浸润以及增强抗肿瘤的免疫应答(图2)。
为了探究多肽抑制剂的肿瘤靶向性,研究人员对4F-16多肽抑制剂进行了结构优化,构建出稳定性更好的D构型多肽,从而实现了静脉给药以及对PD-1/PD-L1免疫检查点的抑制。在荷瘤小鼠模型上表现出良好的肿瘤靶向性,以及与4F1-6类似效果的抗肿瘤作用和抗肿瘤免疫应答,从而进一步拓展了多肽类抑制剂的应用前景(图3)。
图1. 多肽候选物的设计与筛选
图2 多肽的体内动物实验结果
图3. D构型优化的多肽的体内动物实验结果
江苏大学药学院为本论文的第一署名单位,芮蒙杰副教授为第一作者,冯春来教授为通讯作者,该研究工作得到了国家自然科学基金(82074286)、江苏省自然科学基金面上项目(BK20191428)等项目资助。