01
VAV1是Vav家族的一员,Vav家族是一组信号转导蛋白,是作为Rho亚家族GTP酶的磷酸化依赖性的GDP/GTP交换因子(GEF)和衔接子分子,在脊椎动物中,该家族由三个成员组成——Vav1、Vav2,Vav3。Vav1主要在人造血干细胞编码表达GEF,包括T细胞、B细胞、单核细胞、自然杀伤(NK)细胞、粒细胞和树突状细胞,而家族成员VAV2和VAV3更普遍地表达。然而,VAV1的多结构域结构对其激活和功能至关重要,不同的结构域调节VAV1 GEF依赖性和非依赖性活性以及随后的下游信号传导(图2)。
02
Vav1在人T细胞上的作用
关于VAV1的功能,研究者首先发现Vav1-/-小鼠具有严重的T细胞发育缺陷,其中包括胸腺和外周T细胞数量的显著减少,相反,Vav2–/–,Vav3–/–和Vav2–/–/3–/–的小鼠模型的T细胞发育是正常的,便可说明Vav1在T细胞发育中的关键作用;其次,Vav1对T/B细胞中的信号转导也有影响,例如:Vav1-/-CD4+Th细胞显示出IL-4的表达缺陷。此外通过CRISPR screening方法发现,VAV1在基因组中的缺失将会具体影响:
1、Jurkat细胞中TCR介导的活化,如影响一种经典的淋巴细胞活化标志物CD69的上调。
2、TCR介导的细胞因子分泌,如IL-2和IFN-γ。
3、TCR介导的细胞增殖。
综上,这些结果进一步验证了VAV1在TCR介导的活化和T细胞效应功能中的关键作用。
03
鸟苷酸交换因子非依赖性与依赖性功能
Vav1在GEF非依赖通路中作为支架蛋白发挥作用。因为从表达GEF失活的小鼠中分离淋巴结T细胞,在体外显示出正常的TCR介导的钙离子释放和NFAT通路的激活;相反,用保留GEF活性的VAV1 N末端截短突变体,去转染人Vav1缺陷型J.Vav1 T细胞,由于不能与磷脂酶C-γ(PLC γ)1相互作用,使得在体外显示出:不完全的Ca2+的释放、钙调蛋白的结合与NFAT通路的激活(图3)。
图3 VAV1在抗原受体信号中的作用
VAV1在GEF依赖通路中发挥催化作用(主要激活Rac GTPases)。发挥的功能包括肌动蛋白重组、F-肌动蛋白聚合、TCR聚集、整合素介导的细胞粘附激活、T细胞和抗原呈递细胞(APCs)之间的免疫突触形成,以及趋化因子介导的细胞迁移。VAV1还调节B细胞的细胞骨架重组(图4)。
04
自身免疫病和慢性炎症疾病中的 VAV1
尽管 VAV1 在人类疾病中的确切作用仍有待临床验证,但多条证据表明 VAV1 与自身免疫性和慢性炎症性疾病有关,可以支持其作为潜在的候选治疗靶点。(图5)
图5 Vav1在类风湿性关节炎动物模型作用的已发表文献成果
05
基于Vav1治疗方式的选择
那么哪种治疗方式可以靶向VAV1的表达或功能呢?其中基于硫唑嘌呤的活性,去设计更特异性的硫嘌呤类似物,可能为VAV1/Rac1途径阻断提供新的途径,但尚未在临床试验中进行测试;另一种新兴的模式是利用体内的泛素-蛋白酶体系统,去靶向VAV1蛋白降解。PROTAC降解剂需要能够通过不同的结合口袋同时结合靶蛋白和E3泛素连接酶的部分,导致前者的泛素化及其随后从细胞中去除。虽然有效,但这种方式对缺乏明显结合口袋的蛋白质如VAV1提出了挑战。
或许分子胶降解剂(MGDs)可以有一战之力。分子胶降解剂可以与E3连接酶复合物的表面结合,并诱导泛素化进行降解的是口服小分子。Monte Rosa Therapeutics是一家临床阶段的生物技术公司,为肿瘤、自身免疫和炎症性疾病等领域患有严重疾病的患者开发高选择性MGD药物(图6)。
其靶向VAV1的产品:MRT-6160,在临床前有着非常不错的效果。研究表明,通过MGD靶向降解VAV1蛋白,可以调节T细胞和B细胞受体介导的活性,在体内和体外都可以显著降低细胞因子的分泌,而细胞因子又是维持自身免疫性疾病所必需的蛋白质。就在2024年8月19日Monte Rosa Therapeutics 宣布已完成MRT-6160 1期研究的首批参与者给药,预计将在2025年第一季度获得初步的药效学数据(图7)。
图7 新型、有效的靶向VAV1的分子胶降解剂——MRT-6160
06
结语
目前,自身免疫病和慢性炎症疾病的治疗选择仍然有限。许多药物基于阻断单一蛋白(例如,靶向TNF 或靶向IL-17A的药物)或信号通路(例如,JAK 抑制剂)而发挥作用,其疗效不足并有一定的副作用。一种药物,能够同时阻断几种促炎介质,必然是未来的发展方向,Vav1有可能突破治疗自身免疫和慢性炎症性疾病吗?
另外,所有具有免疫调节能力的药物都有增加感染的风险,尤其是存在某些风险因素(高龄和吸烟)的情况下,任何一个靶点的发展都不是一帆风顺的,只有时间会告诉我们答案。
Ref.
1. Markus F. Neurath and Leslie J. Berg, “VAV1 as a Putative Therapeutic Target in Autoimmune and Chronic Inflammatory Diseases,”Trends in Immunology 45, no. 8 (August 2024): 580–96, https://doi.org/10.1016/j.it.2024.06.004.
2.Ali A. Zarrin et al., “Kinase Inhibition in Autoimmunity and Inflammation,”Nature Reviews Drug Discovery 20, no. 1 (January 2021): 39–63, https://doi.org/10.1038/s41573-020-0082-8.
3. S. Choi (ed.), Encyclopedia of Signaling Molecules, DOI 10.1007/978-1-4614-6438-9_513-1
4. https://www.monterosatx.com/queen/
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