《微生物所孟颂东研究组在热休克蛋白gp96生物学功能研究中取得系列成果》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-06-01
  • 热休克蛋白gp96是细胞中表达丰度很高的一种分子伴侣蛋白,在多种新生蛋白折叠与受损蛋白降解、病毒与肿瘤抗原呈递和T细胞活化、损伤相关的分子模式(DAMPs)介导的天然免疫、引发抗肿瘤与抗病毒T细胞免疫,以及作为宿主因子调节病毒复制、驱动炎癌转化和肿瘤发生发展等方面均发挥重要功能,该蛋白在进化中高度保守,基因敲除鼠胚胎致死,这些都提示gp96在正常生理与病理过程中均发挥极其重要的作用。

    微生物所研究员孟颂东和课题组二十多年来一直坚持研究gp96免疫学功能和生物学功能,在该领域在国际上形成了自己的研究特色和核心技术。通过临床样本质谱分析、免疫学实验,证明gp96与来源于乙肝慢性感染的肝癌的多肽直接结合,发现gp96在乙肝病毒感染的肝癌中结合MHC I类分子限制性抗原肽,并对其结合的分子区域进行初步阐明,gp96蛋白N端是结合多肽的部位,为了解gp96激活T细胞的免疫机制奠定了基础,揭示了肿瘤和病毒通过抗原呈递的免疫放大机制,从理论上证实gp96作为通用T细胞疫苗佐剂的可行性。

    针对目前疫苗佐剂和gp96免疫学功能研究中存在的关键科学问题,系统查明gp96与抗原结合的结构基础以及与MHC分子等抗原呈递分子相互作用参与抗原呈递的分子机制;通过分析gp96与病毒抗原、肿瘤抗原结合特性,发现一系列新型乙肝病毒和流感病毒抗原表位,发现gp96-抗原复合物通过抗原传递链将结合的抗原呈递给MHC I类分子的机制,为开发新型流感、乙肝和结核疫苗提供依据,为设计光谱性流感疫苗提供理论基础;发现组织干细胞来源的gp96通过抗原呈递活化癌胚抗原特异性T细胞,在肿瘤免疫防治中发挥重要作用。同时发现gp96与Toll样受体(TLR)相互作用对于T细胞活化至关重要;研究提示gp96可能选择性活化效应T细胞和调节性T细胞(Treg),为开发新型治疗红斑狼疮、自身免疫性肝炎等自身免疫疾病提供依据。发现gp96在肿瘤细胞中由内质网向细胞膜上位移,与细胞膜上HER2、uPAR、ER-α36等多种肿瘤抗原相互作用,揭示胞膜gp96作为肝癌、乳腺癌等肿瘤新靶点。建立了高效表达与制备有免疫学活性的重组gp96蛋白的技术,通过对蛋白结构与活性中心的分析,对其免疫学功能进行优化,并设计特异性抑制剂,拥有多项核心技术和发明专利。

    研究成果在Lancet, Molecular Oncology, Cancer letters, International Journal of Cancer, Journal of Immunology, Journal of Virology, Scientific Reports等杂志发表论文二十多篇,获得1项美国专利和9项中国发明专利授权,并申请国家发明专利10项。与之相关的2个候选药物已经开展中试生产、安全性评价等临床前研究,预计在1-2年内开展临床试验。

    上述系列研究已经发表在专著“Heat Shock Proteins in the Immune System”中的第七章:Roles, Mechanisms, and Opportunities of Heat Shock Protein gp96/grp94 in infections and Inflammation-Associated Malignancies. (Heat Shock Proteins in the Immune System, by Robert J Binder, Pramod K Srivastava. Springer, 2018.)

  • 原文来源:http://www.im.cas.cn/xwzx/kyjz/201805/t20180530_5019126.html
相关报告
  • 《微生物所孟颂东课题组发现T细胞驱动的乙肝病毒进化机制》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-08-31
    • 我国约有7200万人慢性感染乙肝病毒,乙肝慢性感染引发肝硬化、肝衰竭和肝癌,严重危害人民身体健康。乙肝病毒特异性T细胞免疫对于清除病毒感染、影响疾病进展发挥核心作用,而乙肝病毒通过基因突变逃避T细胞免疫清除,从而导致感染慢性化和免疫逃逸。因此,研究病毒免疫逃逸规律对于设计新型治疗性疫苗和抗病毒药物具有重要意义。 通过临床样本分析发现乙肝病毒核心蛋白突变与慢性乙肝疾病进展密切相关,进一步利用热休克蛋白gp96抗原呈递和活化T细胞的功能,采用T细胞表位预测与免疫学功能分析、结构免疫学分析,鉴定出一系列CD8+ T细胞表位及其氨基酸变异位点,发现与野生型表位相比表位突变导致T细胞抗病毒活性显著降低,并与乙肝感染患者的临床指征和疾病进展呈正相关。进一步通过结构分析和序列比对发现人类主要组织相容性复合物(HLA-A2)呈递的“M形”病毒核心抗原表位的C末端凸起高度变异,该部位是T细胞受体识别的主要位点(见图1),揭示病毒在T细胞选择压力下免疫逃逸的分子机制,为设计以gp96为佐剂的新型乙肝治疗性疫苗和药物提供了依据。 上述研究成果发表在新近一期Journal of Virology杂志,微生物所张宇和吴燕作为论文共同第一作者,微生物所孟颂东和国家疾控中心刘军作为共同通讯作者,病原室的多个课题组参与该项研究。该研究得到国家973项目、自然科学基金项目和中国科学院一带一路项目等的资助。 这是该课题组在乙肝病毒表位变异与进化机制方面发表的第3篇论文,之前的研究分别发表在Journal of Virology(2013),Protein Cell (2014)。 微生物所研究员孟颂东和课题组二十多年来一直坚持研究热休克蛋白gp96免疫学功能和生物学功能,在该领域形成了自己的研究特色和核心技术,这些研究不仅证明T细胞免疫对于清除乙肝病毒感染、实现慢性乙肝功能性治愈至关重要,而且提示以gp96为T细胞佐剂的乙肝治疗性疫苗对于治疗慢性乙肝具有开发价值。 论文链接:http://jvi.asm.org/content/early/2018/06/21/JVI.02120-17   
  • 《孟颂东团队在自身免疫疾病治疗的研究中取得新进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-01-05
    • 自身免疫性疾病是一大类慢性炎症性疾病,其主要特征是免疫系统失调和异常活化,对自身抗原的耐受能力降低或丧失,从而导致身体正常组织、器官的免疫损伤和病理。常见的自身免疫性疾病包括系统性红斑狼疮、多发性硬化症、强直性脊柱炎、1型糖尿病、类风湿关节炎等,严重危害身体健康。目前临床治疗药物只能缓解症状、提高患者生活质量和降低病死率,并不能从病因学角度根治疾病。患者不仅需要频繁和终生服药,而且毒副作用大。   调节性T细胞(Treg)是一类具有免疫抑制和调节作用的T细胞亚群,它可以抑制多种免疫细胞亚型的活化、增殖和分化,对维持机体免疫稳态和自身抗原的免疫耐受至关重要,其抑制功能的缺失或受损会导致严重的自身免疫性疾病和慢性炎症。然而,目前并没有针对Treg的药物用于临床治疗自身免疫疾病。   中国科学院微生物研究所的孟颂东团队十多年来长期从事热休克蛋白gp96免疫学功能研究。该团队近期研究发现,高剂量gp96免疫在系统性红斑狼疮Lyn-/-小鼠(SLE)模型中显示了明显的治疗效果,有效降低自身抗体滴度、滤泡辅助性T细胞和产生抗体的浆细胞水平。此外,gp96治疗可减轻小鼠自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的发病和进展。机制研究发现gp96处理可显著增加Treg的比例、增殖能力和抑制功能,通过基因表达谱分析发现NF-κB家族成员p65和c-Rel是gp96增强Treg中Foxp3表达的关键转录因子。他们通过构建与Toll样受体(TLRs)结合部位的突变体gp96、TLR2敲除小鼠和Treg细胞特异性缺失MyD88小鼠,均证明gp96通过TLR2-MyD88介导的NF-κB信号通路激活了Treg细胞并诱导Foxp3表达。   该研究阐明了gp96介导的Treg激活的机制,验证了活化的Treg可有效抑制自身抗体和Th细胞诱导的自身免疫性疾病,为研发通过激活Treg治疗自身免疫性疾病的药物提供了依据。鉴于自体gp96蛋白已经用于临床肿瘤治疗并显示出良好的安全性,该团队前期已经建立了天然提取和重组表达gp96蛋白的关键技术,这为设计以gp96蛋白为基础的治疗自身免疫性疾病的新型药物提供了基础。 上述研究成果已于2021年12月在iScience期刊上发表,中国科学院微生物研究所博士生徐玉秀为第一作者,中国科学院微生物研究所孟颂东研究员、研究组的助理研究员李鑫为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项(B类)项目的经费支持。   全文链接:https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103445