开发一种RIPK1降解剂以增强抗肿瘤免疫

Development of a RIPK1 degrader to enhance antitumor immunity.

作者信息Xin Yu, Dong Lu, Xiaoli Qi, Rishi Ram Paudel, Hanfeng Lin, Bryan L Holloman, Feng Jin, Longyong Xu, Lang Ding, Weiyi Peng, Meng C Wang, Xi Chen, Jin Wang
PMID39681571
发布时间2024-12-16
DOI10.1038/s41467-024-55006-2

实验完整度

体外降解筛选、机制验证(UPS依赖)、细胞凋亡检测、蛋白质组学、体内药效和免疫微环境分析等多层次验证。

主要模型

B16F10小鼠黑色素瘤细胞 MC38小鼠结肠癌细胞 Jurkat人T细胞白血病细胞 MDA-MB-231人乳腺癌细胞

重点核对

LD4172对RIPK1的降解浓度(DC50=4–400 nM)和降解动力学 LD4172在体内降解RIPK1的剂量和给药途径(20 mg/kg腹腔注射) 抗PD1抗体治疗剂量(100 μg/只)及给药频率(每3天一次) B16F10肿瘤接种细胞数(3×10^5)及肿瘤模型建立时间 联合治疗中CD8+ T细胞耗竭对疗效的影响

摘要

受体相互作用蛋白激酶1(RIPK1)的支架功能赋予免疫检查点阻断(ICBs)的内在和外在耐药性,并成为改善癌症免疫治疗的有前景的靶点。为了应对RIPK1中间结构域内缺乏明确结合口袋所带来的挑战,我们利用蛋白水解靶向嵌合体(PROTAC)技术开发了一种RIPK1降解剂LD4172。LD4172在体外和体内均表现出有效且选择性的RIPK1降解。LD4172对RIPK1的降解可触发免疫原性细胞死亡、增强肿瘤浸润淋巴细胞反应,并使肿瘤对雌性C57BL/6J小鼠的抗PD1疗法敏感。这项工作报道了一种RIPK1降解剂,可作为研究RIPK1支架功能的化学探针,并作为增强肿瘤对ICBs疗法反应的潜在治疗剂。

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
如何通过靶向RIPK1支架功能来克服肿瘤对免疫检查点阻断的耐药性?
核心机制
LD4172通过泛素-蛋白酶体系统降解RIPK1,消除其支架功能,损害TNF-α诱导的NF-κB激活,从而在TNF-α存在时触发肿瘤细胞凋亡和免疫原性细胞死亡,增强抗肿瘤免疫。
主要证据
LD4172在体外诱导RIPK1降解(DC50=4–400 nM),在B16F10和MC38肿瘤模型中与抗PD1联合显著抑制肿瘤生长,并增加肿瘤浸润CD8+ T细胞、减少调节性T细胞;CD8+ T细胞耗竭消除了联合治疗的疗效。
研究意义
该工作提供了一种RIPK1降解剂作为化学探针,并证明了药理学降解RIPK1与抗PD1协同克服ICB耐药的潜力,为改善癌症免疫治疗提供了新策略。

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

RIPK1降解剂的开发与优化

设计并合成RIPK1 PROTAC分子,筛选高效降解RIPK1的先导化合物。

将RIPK1抑制剂与E3连接酶配体(VHL等)连接合成小分子库,通过Western blot检测Jurkat和B16F10细胞中RIPK1水平,优化连接链长度,确定先导化合物LD4172。

2

LD4172体外降解活性与机制验证

验证LD4172对RIPK1的降解效力、特异性及依赖性机制。

在不同细胞系中测定DC50/Dmax;通过NanoBRET和TR-FRET评估靶点结合;使用MLN4924和Carfilzomib抑制UPS通路验证降解机制;蛋白质组学分析降解特异性。

3

LD4172对TNF-α诱导凋亡的影响

评估LD4172降解RIPK1对TNF-α介导的细胞凋亡和免疫原性细胞死亡的影响。

B16F10细胞联合TNF-α和LD4172处理,检测NF-κB活性、凋亡标志物(膜联蛋白V/PI)、cleaved caspase-3/7、PARP、细胞外ATP、HMGB1和钙网蛋白。

4

体内药代动力学和药效学研究

评估LD4172在体内的代谢稳定性和组织分布,确定最佳给药方案。

对C57BL/6J小鼠进行静脉或腹腔给药,测定血浆药物浓度和组织中RIPK1降解水平,评估hERG抑制风险。

5

体内药效评价与免疫微环境分析

验证LD4172单药或联合抗PD1对肿瘤生长的抑制作用及其免疫机制。

建立B16F10和MC38荷瘤模型,给予LD4172和/或抗PD1治疗,测量肿瘤体积、生存期,并通过流式细胞术分析肿瘤浸润淋巴细胞、免疫组化检测凋亡和免疫标志物。

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
RPMI-1640培养基Thermo Fisher ScientificMT10040CV
DMEM培养基Thermo Fisher ScientificMT10013CV
胎牛血清GE HealthcareSH30071.03
青霉素-链霉素Thermo Fisher Scientific15140163
RIPK1抗体Cell Signaling Technology3493
Cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology9661
Cleaved caspase-7抗体Cell Signaling Technology8438
Cleaved PARP抗体Cell Signaling Technology5625
HMGB1抗体Cell Signaling Technology3935
钙网蛋白抗体Cell Signaling Technology12238
β-actin抗体Cell Signaling Technology4970
二抗Cell Signaling Technology7074
ECL底物Kindle BiosciencesR1100
成像仪Kindle BiosciencesD1001
含NF-κB响应元件的NanoLuc报告载体PromegaN1111
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
FITC膜联蛋白V凋亡检测试剂盒BD Biosciences556547
RealTime-Glo细胞外ATP检测试剂盒PromegaGA5010
GST-RIPK1蛋白SignalChemR07-11G-10
铽标记抗GST抗体Cisbio61GSTTLF
EasyPep MS样品制备试剂盒Thermo Fisher ScientificA45733
串联质谱标签试剂Thermo Fisher Scientific90113
基质胶Corning354262
抗PD1抗体BioXcellBE0146
抗CD8抗体BioXcellBE0004
聚乙二醇400----
吐温-80----
二甲基亚砜----
Liberase消化酶Roche05401020001
DNase ISigma-Aldrich11284932001
红细胞裂解液Biolegend420301
抗小鼠CD16/32抗体BioLegend156603
DAPIBioLegend--
HMGB1 ELISA试剂盒NOVUSNBP2-62767
SignalStain增强免疫组化检测试剂Cell Signaling Technology8114
SignalStain DAB底物Cell Signaling Technology8059
CD8抗体eBioscience14-0808-82
CD4抗体Novus BiologicalsNBP1-19371
FOXP3抗体Novus BiologicalsNB100-39002
F4/80抗体Novus BiologicalsNB600-404
ProLong Diamond防淬灭封片剂Thermo Fisher ScientificP36970
Neon转染系统Thermo Fisher Scientific--

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
LD4172体外降解实验
细胞系(Jurkat, B16F10等),LD4172浓度(0.1–10 µM),处理时间(24小时),检测方法(Western blot)
阅读提示:Methods: Western blotting; Figure 2B
凋亡实验
B16F10细胞,TNF-α浓度(100 ng/mL),LD4172浓度(1 µM),T2I浓度(1 µM),Z-VAD-FMK浓度(25 µM),处理时间(72小时)
阅读提示:Figure 3; Methods: Apoptosis detection
动物实验
小鼠品系(雌性C57BL/6J,6周龄),肿瘤细胞接种数(3×10^5),治疗剂量(LD4172 20 mg/kg i.p. 每日;抗PD1 100 μg i.p. 每3天),治疗起始肿瘤体积(约100 mm³)
阅读提示:Methods: Animal treatment and tumor challenges
流式分析TIL
肿瘤消化酶(Liberase 2 mg/mL,DNase I 50 μg/mL),消化时间(30分钟),染色抗体面板(CD45, CD3, CD4, CD8, PD1, IFN-γ等)
阅读提示:Methods: Analysis of tumor-infiltrating lymphocytes (TIL) by flow cytometry