CD95(又称Fas或APO1)属于肿瘤坏死因子(TNF)受体超家族成员。TNF受体家族包括29种跨膜蛋白,可分为激活型受体和死亡型受体(DRs)两类。DRs目前共发现8个成员,CD95便是其中之一。CD95为I型跨膜蛋白,包括3个富含半胱氨酸的胞外区及一个含有死亡结构域(death domain,DD)的胞内区。胞外区参与和配体的结合,胞内区则参与胞内信号转导过程。CD95表达于粒细胞,激活的T细胞、B细胞等细胞,无显著的肿瘤特异性表达。CD95最初作为一种死亡受体被大家知晓,但后来发现其介导的非凋亡过程也意义重大。
CD95的主要配体CD95L(又称FasL或CD178)是TNF家族唯一能与CD95结合的配体[1]。CD95L是一种Ⅱ型跨膜蛋白,具有细胞质结构域、跨膜结构域、茎段和C端TNF同源结构域(THD)。THD介导CD95L的同源三聚体化和与CD95的结合。CD95L可以被MMP在茎部切割,也可被纤溶酶在SA部位切割,形成可溶性形式s-CD95L被释放入血。同源三聚体s-CD95L和膜结合性的m-CD95L竞争性结合CD95,拮抗死亡信号。后被证明在某些类型癌症(如NK细胞淋巴瘤和三阴性乳腺癌)患者中可以观察到s-CD95L水平显著升高。
CD95及CD95L蛋白结构图示[2]
刚刚我们提到,CD95L有2种形式:一种为膜结合形式,m-CD95L,与CD95结合后,令其三聚化使胞内的DD区构象改变,三个DD相聚成簇变为活化构型,与另一种带有相同死亡结构域的接头蛋白FADD的C端DD区结合,而后FADD的N端DED区就能与Caspase-8/10前体蛋白结合,形成凋亡诱导信号复合物DISC,引起caspase-8/10激活,并启动级联反应激活caspase-3、6、7,这几种caspase可以降解胞内结构蛋白和功能蛋白,最终导致细胞凋亡。该信号通路对于调节细胞的程序性死亡具有重要的作用。
CD95L的另一种形式为可溶型,s-CD95L,通常由金属蛋白酶水解m-FASL产生的,与FAS结合后不引起细胞死亡,而是诱导FAS通过近膜区的钙诱导域(CID)与PLCγ1结合,诱发Ca2+内流,同时趋化Th17细胞向炎症区域,该信号诱导可能与系统性红斑狼疮的炎症反应相关。
因为s-CD95L会与m-CD95L竞争结合CD95,该信号通路也抑制肿瘤细胞的凋亡过程,参与肿瘤细胞的免疫逃逸。
CD95介导的细胞信号通路[2]
CD95也可诱导非凋亡信号通路。可以参与NF-κB和p38、ERK和JNK MAPK等非凋亡信号通路,促进细胞增殖、存活、迁移和细胞因子的产生。CD95介导的凋亡和非凋亡信号通路会共享许多因子,如凋亡因子FADD和caspase-8,它们也是m-CD95L发挥作用所必需的。
CD95靶点药物上市格局
CDDI数据库显示针对CD95相关靶点目前有5个上市药(均为小分子药物),适应症包含了代谢、感染等领域。5款药物均可以阻断CD95与PLC-γ1的相互作用。
Technivie,是奥比塔韦/帕利他韦/利托那韦固定剂量联合用药;
Holkira Pak,是多沙步韦/奥比塔韦/利托那韦联合药;
克力芝(Aluvia/Kaletra)是洛匹那韦和利托那韦组成的复方制剂;
利托那韦(Norvir)是种针对HIV-1和HIV-2天冬氨酰蛋白酶的活性拟肽类抑制剂,通过抑制HIV蛋白酶使该酶无法处理Gag-Pol多聚蛋白的前体,导致生成非成熟形态的HIV颗粒,从而无法启动新的感染周期。
Paxlovid为去年年底上市的新冠特效药,是由新型抗病毒药奈玛特韦和利托那韦组成的复方制剂。奈玛特韦是3CL pro的抑制剂,可以直接与病毒3CL pro活性位点结合,抑制病毒3CL pro的活性,从而阻止病毒的复制。
目前以CD95为靶点的药物研究主要处于早期研发或临床阶段,适应症涵盖了代谢疾病、自免疾病和实体瘤等多个领域。与已上市的5款药物相比,近年来肿瘤方向的研发管线占比显著增多。下表列出了部分处于临床阶段的CD95靶点药物。
CD95药物临床研发进展
来源于CDDI数据库
CD95L是炎症反应中的关键调控分子,同时它也是细胞凋亡的“调控开关”。随着针对CD95靶点作用机制的发现,需要更多的临床研究来检验靶点对不同类型的疾病的影响。百奥动物自研产品B-hCD95 mice,是靶向CD95抗体开发相关药物进行药效评价的优质模型。相信随着对CD95的开发,多个领域的药物研发势必会进入一个加速的时代。
B-hCD95 mice基本信息
T细胞的蛋白表达分析
流式细胞术分析纯合B-hCD95小鼠中种属特异性CD95的表达。取野生型(WT)小鼠(+/+)和纯合B-hCD95小鼠(H/H)的脾细胞,结合种特异性抗CD95抗体通过流式细胞术分析。在野生型小鼠中可检测到小鼠CD95,未检测到人CD95。纯合B-hCD95小鼠中仅检测到人CD95。
粒细胞中蛋白表达分析
流式细胞术分析纯合B-hCD95小鼠中种属特异性CD95的表达。取野生型(WT)小鼠(+/+)和纯合B-hCD95小鼠(H/H)的脾细胞,用种特异性抗CD95抗体通过流式细胞术分析。在野生型小鼠中可检测出小鼠CD95,未检测到人CD95。纯合B-hCD95小鼠中仅检测到人CD95。
单核细胞中蛋白表达分析
流式细胞术分析纯合B-hCD95小鼠中种属特异性CD95的表达。取野生型(WT)小鼠(+/+)和纯合B-hCD95小鼠(H/H)的脾细胞,用种特异性抗CD95抗体通过流式细胞术分析。在野生型小鼠中可检测出小鼠CD95,但未检测到人CD95。纯合B-hCD95小鼠中仅检测到人CD95。
巨噬细胞中蛋白表达分析
流式细胞术分析纯合B-hCD95小鼠中种属特异性CD95的表达。取野生型(WT)小鼠(+/+)和纯合B-hCD95小鼠(H/H)的脾细胞,用种特异性抗CD95抗体通过流式细胞术分析。在野生型小鼠中可检测到小鼠CD95,未检测到人CD95。纯合B-hCD95小鼠中仅检测到人CD95。
参考文献
[1] Siegel, R.M. etc. Fas Preassociation Required for Apoptosis Signaling and Dominant Inhibition by Pathogenic Mutations. Science 2000, 288, 2354–2357.
[2] Guégan JP, etc. CD95/Fas and metastatic disease: What does not kill you makes you stronger. Semin Cancer Biol. 2020 Feb;60:121-131.