将有害抗体表位重新定位为脓毒症和类风湿关节炎的靶向治疗

Repurposing a detrimental antibody epitope as targeted therapeutics for sepsis and rheumatoid arthritis

作者信息Wei-Qiang Chen, Li Lou, Xiao-Ling Qiang, Cassie Shu Zhu, Jian-Hua Li, Shu-Jin Chen, Brian Xiong, Huan Yang, Ping Wang, Kevin J Tracey, Hai-Chao Wang
PMID41810149
发布时间2026-02-17
DOI10.1186/s40779-026-00686-8

实验完整度

高

包含动物模型(CLP脓毒症、CAIA关节炎)、细胞实验(人PBMCs、巨噬细胞)、分子实验(SPR、RNA-seq)及组织学验证,多层级验证明确。

主要模型

BALB/c小鼠CLP脓毒症模型 BALB/c小鼠胶原抗体诱导关节炎模型 人外周血单个核细胞(PBMCs) 人巨噬细胞

重点核对

P2-1剂量与给药时间点(0.1或1.0 mg/kg,CLP后不同时间) P2-1与HMGB1结合亲和力(KD=16.87±9.07 nmol/L) P2-1选择性抑制HMGB1诱导的Ctsl mRNA和pCTS-L分泌 pCTS-L中和抗体mAb2在CAIA模型中的剂量依赖性效果 动物模型中的性别分别评估与合并条件

摘要

背景:脓毒症和类风湿关节炎是不同但机制相关的疾病,通常由失调的炎症反应驱动。在此,我们探讨了一个反直觉的假设,即来自有害的抗四连接素抗体的表位可能具有未预见的治疗潜力。方法:通过将mAb9的表位定位到P2,一个对TN保护功能至关重要的区域,我们开发了P2-1,一种水溶性衍生物,作为靶向治疗。随后,我们采用脓毒症和关节炎的动物模型,通过评估脓毒症存活率、关节炎严重程度、疼痛敏感性和关节组织学,评估了P2、P2-1和一种前组织蛋白酶L中和抗体的治疗效果。同时,我们利用表面等离子体共振分析和计算模型来检查P2-1/高迁移率族蛋白B1的相互作用。最后,我们使用原代人外周血单个核细胞阐明了P2-1对HMGB1诱导的pCTS-L和其他细胞因子及趋化因子释放的影响。结果:P2-1显著提高了脓毒症模型中的存活率并减少了全身炎症,在类风湿关节炎模型中减轻了关节炎严重程度和疼痛敏感性,即使在疾病发作后进行治疗性给药也是如此。机制上,P2-1对HMGB1表现出高亲和力结合,并选择性地抑制HMGB1诱导的组织蛋白酶L mRNA上调和人免疫细胞分泌pCTS-L,关键是不干扰其他HMGB1诱导的细胞因子和趋化因子。我们通过证明中和抗体赋予有效的抗关节炎作用,减少关节炎症、疼痛和结构损伤,进一步验证了pCTS-L作为治疗靶点。结论:我们的发现引入了一种范式转变的药物发现策略,将来自有害抗体作用的见解转化为针对HMGB1-pCTS-L轴的靶向治疗。这种方法不仅提供了P2-1作为一种有效的疗法,而且确立了pCTS-L在脓毒症和类风湿关节炎等炎症性疾病中的关键介质作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探索有害抗TN抗体表位P2及其衍生物P2-1是否能作为脓毒症和类风湿关节炎的靶向治疗。
核心机制
P2-1通过结合HMGB1,选择性抑制HMGB1诱导的Ctsl mRNA上调和pCTS-L分泌,从而阻断HMGB1-pCTS-L炎症轴,同时不干扰其他细胞因子和趋化因子。
主要证据
在CLP败血症和CAIA关节炎模型中,P2-1提高了存活率并减轻了疾病严重程度和疼痛;SPR证实了高亲和力结合;RNA-seq和Western blot显示选择性抑制pCTS-L;中和抗体mAb2证实了pCTS-L作为靶点。
研究意义
提出一种新的药物发现策略,即利用有害抗体表位开发靶向治疗,并确立pCTS-L作为脓毒症和类风湿关节炎等炎症性疾病的潜在治疗靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

表位定位与P2-1设计

确定有害抗TN抗体mAb9的表位,并设计具有改善溶解性和稳定性的衍生物P2-1。

通过点印迹法鉴定mAb9的表位为P2,并通过计算机建模预测其结构。将P2序列进行修饰,去除疏水性苯丙氨酸、引入亲水性苏氨酸、替换甲硫氨酸和半胱氨酸,以改善溶解性和氧化稳定性。

2

脓毒症模型中的疗效评估

评估P2和P2-1在CLP诱导的脓毒症模型中的保护效果。

对小鼠进行CLP手术,然后给予P2或P2-1,监测生存率和血清细胞因子/趋化因子水平。

3

关节炎模型中的疗效评估

评估P2-1和pCTS-L中和抗体在CAIA模型中的治疗效果。

通过给小鼠注射抗II型胶原抗体和LPS诱导关节炎,然后给予P2-1或mAb2,评估关节炎严重程度、疼痛敏感性和关节组织炎症。

4

分子机制研究:P2-1与HMGB1结合及下游效应

阐明P2-1与HMGB1的结合及其对HMGB1诱导的细胞反应的影响。

利用SPR和计算对接分析P2-1与HMGB1的结合;用HMGB1加或不加P2-1刺激人PBMCs和巨噬细胞,检测Ctsl mRNA、pCTS-L分泌和细胞死亡。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
BALB/c小鼠Jackson Laboratory--
BALB/c小鼠Charles River Laboratories--
抗II型胶原抗体混合物Chondrex, Inc.--
脂多糖Sigma-Aldrich--
pCAL-n载体----
大肠杆菌BL21 (DE3) pLysS细胞----
P2肽GenScriptU114VHD110-1/PE6854
P2-1肽GenScriptU114VHD110-4/PE6857
OpenSPRNicoya Life Science--
HBS-P缓冲液GE Healthcare--
Ficoll-Paque PLUS----
RPMI-1640培养基Invitrogen--
L-谷氨酰胺Invitrogen--
青霉素Invitrogen--
链霉素Invitrogen--
RNeasy Mini试剂盒Qiagen--
TruSeq RNA文库制备试剂盒v2Illumina--
NovaSeq 6000测序平台Illumina--
小鼠细胞因子抗体阵列RayBiotech Inc.AAM-CYM-3-8
人细胞因子抗体阵列RayBiotech Inc.AAH-CYT-3-8
Amicon Ultra离心过滤器MilliporeSigmaUFC801096
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad--
UN-SCAN-IT凝胶分析软件Silk Scientific Inc.--
EDTA/蔗糖溶液Newcomer Supply1048B
Nikon Eclipse Ti2显微镜Nikon--
Von Frey纤维丝Stoelting Co.--
动力素抑制剂----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
CLP脓毒症模型
小鼠品系、年龄、性别;CLP手术具体操作;P2-1剂量(0.1或1.0 mg/kg)和给药时间点(如2、20、24、28、44、48、52小时);对照组处理;生存率监测时长
阅读提示:Methods: Animal models and ethics statement, Cecal ligation and puncture (CLP) sepsis model; Figure 2 legends
CAIA关节炎模型
小鼠品系、年龄;α-CII和LPS剂量及给药时间(Day 0和Day 3);P2-1剂量(1.0或2.0 mg/kg)和给药方案(预防或治疗,每日);关节炎评分标准;Von Frey测试参数
阅读提示:Methods: Collagen antibody-induced arthritis (CAIA) model, Pain sensitivity assessment; Figure 4 and Additional file 1: Fig. S6 legends
PBMC实验
PBMC分离方法(Ficoll密度梯度离心);培养条件(培养基、血清、抗生素);HMGB1刺激浓度(0.5或2.0 µg/ml)和时间(16小时);P2-1浓度(5.0或10.0 µg/ml);pCTS-L检测方法(Western blot)
阅读提示:Methods: Human peripheral blood mononuclear cell (PBMC) isolation and culture, Western blotting analysis of pCTS-L; Figure 6 legends
SPR结合实验
HMGB1固定化方法;P2-1浓度范围;缓冲液(HBS-P);KD计算模型(1:1结合);重复次数(n=3 technical replicates)
阅读提示:Methods: Surface plasmon resonance (SPR) assay; Figure 5a legend
RNA-seq分析
RNA提取试剂盒(RNeasy Mini Kit);文库制备试剂盒(TruSeq RNA Library Prep Kit v2);测序平台(NovaSeq 6000);生物重复数(n=6);差异表达基因筛选阈值(adjusted P < 0.05, |log2 fold change| > 1)
阅读提示:Methods: RNA sequencing (RNA-Seq) and bioinformatics analysis; Figure 6a legend