叛变的TGFβ与肿瘤的发生发展|BioMice百奥动物

转化生长因子β（TGFβ）是一种多功能的细胞因子，对细胞增殖、分化、粘附、迁移和凋亡具有多重功能。多种类型细胞均可分泌，最早从人血小板中鉴定。哺乳动物中表达三种类型TGFβ：TGFβ1、TGFβ2和TGFβ3，每种由不同的基因编码，并通过结合相同的TGFβ受体发挥相应功能。其中TGFβ2和TGFβ3在胚胎发育中发挥重要作用，而TGFβ1则主要参与控制出生后的免疫反应[1]。

三种TGFβ起初均表达为非活性蛋白复合物（SLC或LLC）。TGFβ1同型二聚体与潜伏相关肽（Latent Associated Peptide, LAP）（TGFβ1 N 端具有的长 20~30 个氨基酸的序列）形成的复合被称为小潜复合物（Small Latent Complex, SLC）。在细胞外，SLC 与潜伏TGFβ1结合蛋白（Latent TGFβ Binding Protein, LTBP）结合形成的复杂复合物被称为大潜复合物（Large Latent Complex, LLC）。

TGFβ的活化有以下3种途径：1）SLC在胞外被蛋白酶水解；2）LLC被细胞外基质铆钉，进而由αβ整合素介导释放有活性的TGFβ；3）SLC被细胞表面的GARP铆钉，并由αβ整合素介导释放有活性的TGFβ。

接下来，具有活性的TGFβ与TGFβRII二聚体结合，随后进一步与TGFβRI二聚体结合，形成四聚体，激活下游信号通路，调节基因表达。

图1. TGFβ信号通路^[2,3]

稳态条件下，TGFβ1信号不仅调节多种组织细胞的生长、增殖和分化；也指导免疫系统的耐受和炎症抑制，尤其在胃肠道起重要作用。TGFβ1调节功能的多样性赋予了它在肿瘤发生和发展中亦正亦邪的双面性。在癌症发生早期，TGFβ是一个抑癌因子，可发挥细胞周期阻滞作用，阻断细胞从G1期进入S期，达到抑制肿瘤细胞增殖的作用。然而，随着炎症加剧，一些癌细胞可能会发生突变，使其对TGFβ信号通路不响应，或响应与凋亡脱钩、反变为促进癌细胞转移和定植。同时，肿瘤细胞亦可大量分泌TGFβ1发挥免疫抑制功能，抑制T、B淋巴细胞与NK细胞活化和分化，造成机体免疫功能障碍，使得肿瘤细胞免疫逃逸（图2）。

图2. TGFβ的抑癌和促癌信号^[2]

针对TGFβ信号通路的在研药物主要包括配体抗体、配体陷阱（如bintrafusp alfa）、受配体抗体、小分子激酶抑制剂等，主要聚焦于肿瘤免疫疗法[4]。目前，处于临床阶段的TGFβ1配体抗体药物如下表所示：

数据整理自Cortellis数据库

为了更好的助力靶向TGFβ1的新药研发，百奥动物自主研发了TGFβ1人源化小鼠B-hTGFB1 mice，用于靶向TGFβ1药物的临床前药效评估。

B-hTGFB1 mice

图3. RT-qPCR分析B-hTGFB1小鼠和野生型小鼠的TGFB1 mRNA的表达。B-hTGFB1小鼠中人TGFB1 mRNA表达量与野生型小鼠中的鼠TGFB1 mRNA表达量类似。这表明人TGFB1基因原位替换不影响TGFB1 mRNA的表达。

图4. 利用流式细胞仪分析纯合B-hTGFB1小鼠和野生型小鼠的血小板中TGFB1蛋白的种属特异性表达。小鼠的TGFB1仅在野生型小鼠中被检测到，人TGFB1仅在纯合B-hTGFB1小鼠中检测到。脾脏中TGFB1蛋白的表达同样也具有种属特异性（数据未展示）。

TGFB1人源化不影响脾脏、淋巴结、血液中白细胞各亚群比例（数据未展示）。

图5. 抗体结合实验。从B-hTGFB1小鼠和野生型小鼠取血，用流式细胞术分析血小板人LAP的表达。SRK-181可特异性结合SLC并抑制TGFβ1活化[5]。于是，在SRK-181处理过的纯合B-hTGFB1小鼠和野生型小鼠中均能检测到人LAP的表达；而未处理的鼠中不能检测到人LAP的表达。（hLAP抗体可人鼠交叉识别。）

图6. 抗鼠PD-1抗体和抗人TGFβ1抗体联用在B-hTGFB1小鼠中的抗肿瘤作用。（A）mPD-1和hTGFβ1抗体（自制）联用可抑制B-hTGFB1小鼠中MC38肿瘤的生长；（B）治疗期间的体重改变。数值为平均值±SEM。由图可见，抗鼠PD-1抗体和抗人TGFβ1抗体联用可有效控制B-hTGFB1小鼠中的肿瘤生长，说明B-hTGFB1小鼠是TGFβ1抗体药物临床前评估的有力模型。