SPOP结合的双功能降解剂:一种癌症免疫治疗的新方法

Spop-binding bifunctional degraders: a novel approach for cancer immunotherapy.

作者信息Binbin Cheng, Zhihua Kong, Yaru Shi, Yinrong Wu, Jing-Jing Du, Shuanghu Wang, Jianjun Chen, Congcong Wen
PMID41308740
期刊J Adv Res
发布时间2026-08
DOI10.1016/j.jare.2025.11.042

实验完整度

包含体外活性筛选(HTRF、Western blot)、机制验证(His pull-down、BLI、siRNA敲低)、体内药代动力学和B16-F10模型抗肿瘤药效评估及TIL分析等多个独立证据层级。

主要模型

HL-60细胞(高表达PD-L1) B16-F10荷瘤C57BL/6小鼠模型 Jurkat和CHO细胞(PD-1/PD-L1 NFAT报告基因系统) SD大鼠(药代动力学研究)

重点核对

SPOP9对PD-L1的抑制活性(IC50 = 357.2 nM,HTRF法) SPOP9对PD-L1的降解活性(DC50 ≈ 1 μM,Western blot法) SPOP9与SPOP和PD-L1形成三元复合物的能力(BLI和His pull-down) SPOP9在B16-F10模型中的体内抗肿瘤疗效(10 mg/kg,腹腔注射) SPOP9的体内药代动力学参数(生物利用度74.8%)

摘要

当前PD-L1降解剂,无论是基于抗体的还是小分子介导的,都受到药代动力学(如组织穿透性差)或药效学(如降解效果不佳、免疫原性问题)方面的限制。这些缺点凸显了使用创新技术开发新型PD-L1降解平台的必要性。本研究旨在通过利用未被充分探索的E3连接酶SPOP,设计并合成作为PD-L1降解剂的双功能小分子,以克服现有降解剂的局限性,并评估其在癌症免疫治疗中的潜力。设计并合成了一系列基于SPOP的双功能小分子。分别使用HTRF和Western blot评估其PD-L1抑制和降解活性。进行了机制研究(His pull-down、生物层干涉法、Western blot)以验证与PD-L1和SPOP形成的三元复合物。在B16-F10肿瘤模型中评估了体内药代动力学特性和抗肿瘤疗效,并通过分析肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)探讨免疫微环境效应。化合物SPOP9表现出有效的PD-L1抑制(IC50 = 357.2 nM)和降解活性(DC50 = 1.0 μM)。机制研究证实其与PD-L1和SPOP组装成稳定的三元复合物。SPOP9显示出良好的体内生物利用度(F = 74.8%),在B16-F10小鼠中,10 mg/kg(腹腔注射)给药可使肿瘤重量减少44%,优于抗PD-L1抗体(TGI = 34.4%)。TIL分析表明SPOP9激活了肿瘤免疫微环境并下调了PD-L1。SPOP9作为首个结合SPOP的双功能PD-L1降解剂,展示了有前景的临床前疗效和药代动力学特性,解决了现有降解剂的关键局限性。作为一种潜在的癌症免疫治疗药物,值得进一步研究。

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
如何利用未被充分探索的E3连接酶SPOP设计新型小分子PD-L1降解剂,以克服现有降解剂在药代动力学或药效学方面的局限性。
核心机制
SPOP9通过与PD-L1结合触发其内吞,并通过溶酶体途径降解膜结合型PD-L1;同时,其SPOP E3连接酶配体部分可结合胞质SPOP,诱导胞内PD-L1泛素化并通过蛋白酶体途径降解。
主要证据
HTRF实验显示SPOP9抑制PD-1/PD-L1相互作用(IC50=357.2 nM);Western blot显示其浓度依赖性降解PD-L1(DC50≈1 μM);His pull-down和BLI实验证实SPOP9介导SPOP与PD-L1形成三元复合物;在B16-F10小鼠模型中,SPOP9(10 mg/kg)使肿瘤重量减少44%,并增加肿瘤浸润CD3+CD8+ T细胞。
研究意义
SPOP9作为首个结合SPOP的双功能PD-L1降解剂,展示了有前景的临床前疗效和药代动力学特性,通过降解PD-L1克服了传统占据驱动的PD-L1抑制剂的局限性,为癌症免疫治疗提供了新的潜在策略。

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

设计并合成SPOP靶向的双功能小分子

获得一系列基于SPOP E3连接酶配体与PD-L1抑制剂片段杂交的双功能候选降解剂。

基于PD-L1抑制剂的药效团模型,采用药效团杂交和融合策略,设计并合成了HD1-10和SPOP1-10系列化合物。

2

评估化合物对PD-1/PD-L1的体外抑制活性和降解活性

筛选出具有同时抑制PD-1/PD-L1相互作用并降解PD-L1蛋白的双功能活性化合物。

使用HTRF实验评估化合物对PD-1/PD-L1相互作用的抑制活性;使用Western blot实验在HL-60细胞中评估化合物的PD-L1降解能力。

3

验证SPOP9介导PD-L1降解的机制

确认SPOP9是否通过SPOP依赖的方式,以及具体是通过蛋白酶体还是溶酶体途径降解PD-L1。

使用蛋白酶体抑制剂MG132、溶酶体抑制剂Baf A1和内吞抑制剂CPZ预处理HL-60细胞,观察对SPOP9降解PD-L1的影响;通过siRNA敲低SPOP表达,验证降解的SPOP依赖性。

4

验证SPOP9诱导SPOP-PD-L1三元复合物的形成

通过生物物理和生化方法直接证明SPOP9能够介导SPOP和PD-L1之间形成稳定的三元复合物。

使用生物层干涉法(BLI)检测SPOP9与SPOP的结合亲和力,以及在SPOP9存在下SPOP与PD-L1结合信号的增强;使用His pull-down实验验证SPOP9促进PD-L1与SPOP的相互作用。

5

评估SPOP9的免疫调节功能(细胞水平)

验证SPOP9在细胞水平上能否功能性阻断PD-1/PD-L1相互作用并激活T细胞信号。

使用PD-1/PD-L1 NFAT报告基因生物测定法,在Jurkat和CHO细胞共培养体系中评估SPOP9增强PD-1/PD-L1阻断的能力。

6

评估SPOP9的体内药代动力学和抗肿瘤药效

评估SPOP9在大鼠体内的药代动力学特征,以及在小鼠B16-F10黑色素瘤模型中的抗肿瘤疗效和安全性。

在SD大鼠中进行静脉注射和腹腔注射的药代动力学研究;在B16-F10荷瘤小鼠中比较SPOP9与抗PD-L1抗体的抗肿瘤疗效,并分析肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)、细胞因子分泌和肿瘤组织标志物。

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
HTRF PD-1/PD-L1检测试剂盒PerkinElmer64PD1PEG
抗PD-L1单克隆抗体Abcam66248-1-Ig
重组人PD-L1蛋白Sino Biological Biotics Inc.10084-H05H
重组鼠PD-L1蛋白Sino Biological Biotics Inc.50010-M02H
人SPOP蛋白Proteintech Group, Inc.Ag10384
TUNEL抗体Abcamab66110
Ki-67抗体Abcamab15580
PD-L1抗体Abcamab213480
FITC-CD3抗体BioLegend100204
PE-CD4抗体BioLegend100407
APC-CD8抗体BioLegend100711
抗PD-L1单克隆抗体BioXCellBE0101
FluorChem R成像系统ProteinSimple--
Bio-Glo荧光素酶试剂----
FlexStation 3多功能酶标仪Molecular Devices--
ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱Waters--

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
体外PD-L1降解实验
检测细胞系:HL-60;化合物处理浓度(0.05-1 μM);检测时间点(24小时);所用的PD-L1抗体及稀释比例(Abcam, #66248-1-Ig; 1:1000)。
阅读提示:Methods/Results部分:Western blot analyses of PD-L1 levels;Mechanism of action of the PD-L1 degradation induced by SPOP9。
HTRF实验
试剂盒来源及货号(PerkinElmer, Cat. #64PD1PEG);384孔板;各组分体积(Tag1-PD-L1, Tag2-PD-1, 检测抗体);孵育温度和时间(37℃ 15分钟等)。
阅读提示:Methods/Results部分:In vitro PD-1/PD-L1 binding assay。
机制验证实验
化合物SPOP9浓度;抑制剂浓度(MG132 500 nM, Baf A1 200 nM, CPZ 10 μM);预处理时间(2小时);SPOP siRNA序列及转染条件;检测时间点。
阅读提示:Results部分:Mechanism of action of the PD-L1 degradation induced by SPOP9,图7及其说明。
BLI和His pull-down实验
重组蛋白来源及货号(人PD-L1, 鼠PD-L1, SPOP);蛋白生物素化方法;固定和检测步骤;SPOP9浓度。
阅读提示:Methods部分:Bio-layer interferometry (BLI) binding kinetics assay;Results部分:BLI and His pull-down assays demonstrated SPOP9-mediated ternary complexes。
体内药效实验
小鼠品系(C57BL/6);细胞系(B16-F10);细胞接种数量(4×10^5);初始肿瘤体积(约50 mm3);给药剂量(SPOP9 10 mg/kg;抗体10 mg/kg);给药途径(腹腔注射);给药方案;肿瘤测量方法及计算公式。
阅读提示:Methods部分:In vivo efficacy study in B16-F10 tumor models;Results部分:In vivo antitumor activity of compound SPOP9。