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Nature:华人团队发现新型STAT3降解剂重塑树突状细胞功能,开创肿瘤免疫治疗新策略

来源 2025-07-01 12:10:36 医疗资讯

近几年,癌症免疫治疗迎来了令人振奋的变革。作为“治癌圣杯”的免疫检查点阻断(ICB)疗法,已在多种癌症中展现出前所未有的潜力,激发了无数患者的希望。不过,令人头疼的问题也随之而来——多数患者对ICB Response不佳或出现耐药,制约了其临床效果。究其根源,肿瘤微环境(TME)中的复杂信号网络,尤其是树突状细胞(DC)在免疫反应中的核心作用,成为关键的研究热点。

树突状细胞是先天免疫与适应免疫的桥梁,主要负责肿瘤抗原的“呈递”和激活T细胞,是抗肿瘤免疫反应的“点火者”。但在肿瘤微环境中,诸如免疫抑制因子、细胞间相互作用和信号通路异常等因素,常常抑制DC的成熟与功能,影响免疫系统的整体作战能力。因此,深入了解DC调控机制,寻找提升DC功能的策略,成为肿瘤免疫研究的重点。

就在这个背景下,密歇根大学邹伟平与王少萌团队推出了一项具有开创意义的研究。这次突破,主要聚焦于DC内部两个关键的信号分子:STAT3与STAT5。研究成果发表于国际顶级科学期刊《Nature》,揭示了它们在调控抗肿瘤免疫中的“平衡机制”,并通过创新的PROTAC(蛋白水解靶向嵌合体)技术,开发出了两款全新高效的STAT3降解剂——SD-36和SD-2301,为癌症免疫治疗打开了新的大门。

一、DC信号通路:STAT3与STAT5的“势力平衡”

研究发现,DC内两个重要的信号“开关”——STAT3和STAT5,其活性状态直接影响着抗肿瘤免疫的效果。简单来说,当STAT3“势力”过强时,就会抑制DC的成熟和免疫激活能力,导致免疫反应受阻;相反,如果能减弱STAT3的作用,并增强STAT5的活跃程度,DC的抗肿瘤功能将大大提升。

具体的临床观察表明,接受ICB治疗的癌症患者中,那些DC(尤其是经典的1型树突状细胞,cDC1)成熟程度高的患者,总体生存期(OS)更长。这些患者的肿瘤微环境中,mDC(成熟的DC)以及CD8+效应T细胞的数量和活性都明显优于那些DC成熟度较低的患者。此外,患者的dcDC1成熟度与T细胞的“战斗力”呈强正相关,更是验证了DC内信号调控在免疫疗效中的决定性作用。

 

1. 树突状细胞(DC)内的STAT5STAT3在免疫检查点阻断/抑制剂(ICB)治疗中所发挥的作用

团队基于这一发现,将患者按DC1成熟度与STAT5/STAT3表达比值进行分层,发现高DC1表达且STAT5/STAT3比例高的亚组,表现出最长的临床生存期。这充分说明,调控DC内STAT3和STAT5的“平衡”,或许是提升免疫治疗效果的关键。

二、揭示机制:STAT3抑制JAK2-STAT5通路的“幕后推手”

接下来,研究团队利用基因工程,构建了DC特异性敲除Stat3的小鼠模型,进一步验证了STAT3在DC成熟中的负面调控作用。结果显示,缺失STAT3的小鼠,DC中激活的磷酸化STAT5(pSTAT5)水平显著升高,伴随着传统DC成熟标志物如MHC I、MHC II、CD80、CD86的表达增强。

 

2. STAT3 抑制 STAT5驱动的DC细胞功能

机制方面,团队发现,GM-CSF(粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子)受体在DC中表达丰富,并通过JAK2激活STAT5信号。然而,STAT3的存在会通过抑制GMRβ- JAK2-STAT5信号轴,限制DC的成熟。也就是说,STAT3像一个“看不见的守门员”,阻碍GMR信号的传递,从而影响DC正常激活。去除STAT3后,GMR的信号得以“畅通无阻”,激活的STAT5促进DC的成熟与免疫激活。

 

3. STAT3的缺失显著增强了DC1介导的抗肿瘤免疫

三、前所未有的“武器”:针对STAT3的PROTAC降解剂

基于上述机制的深刻理解,研究团队采用前沿的PROTAC技术,着手开发可以特异性降解STAT3的“武器”。PROTAC是一种创新的药物设计策略,通过小分子引导细胞中的靶蛋白与E3泛素连接酶结合,从而促使靶蛋白泛素化、降解。

目前,团队已研发出两款代表性降解剂:SD-36和SD-2301。SD-36是团队早期成功的产物,利用Cereblon(CRBN)E3酶机制,效率极高。而SD-2301则是全新设计的第二代药物,利用VHL(Von Hippel-Lindau)E3酶途径,兼具更优的药代动力学性质、更强的体内抗肿瘤活性。

实验证明,这两款药物在纳摩尔浓度下即可选择性高效降解DC中的STAT3,而不会影响其他STAT家族成员。这一“精准杀伤”策略,为干预免疫抑制提供了前所未有的可能。

 

4. SD-36SD-2301结构式

四、临床前验证:降解剂的抗肿瘤奇效

在小鼠各种癌症模型——包括结肠癌(MC38)、黑色素瘤(B16F10)、乳腺癌(4T1)、肺癌(LLC)和卵巢癌(ID8)中,SD-36和SD-2301展现了显著的抗肿瘤效果。仅用极低剂量的药物,即能有效延缓肿瘤的生长,甚至在肿瘤体积巨大或对ICB耐药的模型中依然有效。

这类药物治疗的背后,是肿瘤微环境中DC的成熟和激活显著增强。肿瘤浸润的DC表现出较低的STAT3水平和较高的pSTAT5,伴随着MHC-II、CD86等成熟标志物的升高,强化了它们激活CD8+ T细胞的能力。而且,T细胞的抗肿瘤效应也明显增强——产量提高的IFNγ、GZMB等效应因子,显著提升了肿瘤的免疫攻击能力。令人欣喜的是,这些STAT3降解剂与抗PD-L1疗法联合使用时,展现出强大的协同抗肿瘤效果,有望为难治性肿瘤带来突破。

五、临床转化的潜力:人类细胞实验证明前景广阔

在体外实验中,研究团队用人类卵巢癌患者的DC,结合T细胞共培养系统,验证了SD-36的加强T细胞激活作用。尤其是与抗人PD-L1药物联用时,T细胞的多功能性质(如IFNγ、GZMB表达)得到了大幅提升。这预示着,未来的临床中,类似的药物组合或许能有效克服“免疫逃逸”和“耐药”难题,为癌症患者带来希望。

六、展望未来:提升免疫治疗的“黑科技”

这项研究不仅打破了传统药物对STAT3的局限,更是提出了一种全新的“逆转剂”思路:通过靶向“抑制因子”——STAT3,激活关键的细胞信号通路——STAT5,从而提升DC的抗肿瘤免疫能力。这一策略,或许还能应用到其他免疫抑制相关疾病中,如慢性病毒感染、自身免疫病等。

此外,研究中展现的PROTAC技术,未来可望实现“多靶点定制化降解”,开辟个性化免疫调控的新局面。

总结:这项突破性研究,首次明确了树突状细胞内STAT3和STAT5的“平衡”调控机制,开发了高效、选择性的STAT3降解剂,为提升免疫治疗效果提供了全新策略。未来,随着临床转化的推进,有望帮助更多癌症患者攻克难关,迎来免疫治疗的新时代。

【梅斯小编点评】 这次研究的意义在于,从基础机制出发,成功造出了两款具有高度潜力的药物,突出了目标靶点——DC中的STAT3 —的价值。你是否在想,未来是不是还可以开发“多靶点”结合的“智慧药”?以及,PROTAC的安全性和耐受性能否更进一步优化?这些问题,值得我们深思和期待。

参考文献

Zhou, J.; Tison, K.; Zhou, H.; Bai, L.; Acharyya, R. K.; McEachern, D.; Metwally, H.; Wang, Y.; Pitter, M.; Choi, J. E.; Vatan, L.; Liao, P.; Yu, J.; Lin, H.; Jiang, L.; Wei, S.; Gao, X.; Grove, S.; Parolia, A.; Cieslik, M.; Kryczek, I.; Green, M. D.; Lin, J.-X.; Chinnaiyan, A. M.; Leonard, W. J.; Wang, S.; Zou, W. STAT5 and STAT3 Balance Shapes Dendritic Cell Function and Tumour Immunity. Nature 2025. https://doi.org/10.1038/s41586-025-09000-3 微信扫一扫
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