生化細胞所研究daclizumab抑制IL2信號通路的分子基礎

生化與細胞所研究揭示治療性抗體daclizumab抑制IL-2信號通路的分子基礎

　　近期，Cell Research在線報道了中科院上海生命科學研究院生化與細胞所丁建平組關于單克隆抗體藥物daclizumab(商品名Zenapax?，Roche)抑制人白細胞介素2(IL-2)信號通路的研究成果。近年來，丁建平組對一些重要治療性抗體和抗原復合物結構和功能展開了系統性的研究，已發表一系列文章，特別是于今年初已揭示了治療性抗體basiliximab抑制IL-2信號通路的分子機制。該項工作是這些研究工作的延續。

　　IL-2是免疫應答過程中發揮重要作用的細胞因子，其受體由α、β和γ三個亞基組成，其中α亞基 (IL-2Rα)是IL-2的特異性受體。研究表明，IL-2Rα在參與器官移植排斥反應、某些自身免疫性疾病、以及T細胞白血病等病理過程的T細胞表面上高表達，因此是很好的藥物靶標。抗IL-2Rα抗體可以抑制其與IL-2的結合，阻斷IL-2信號通路，從而抑制T細胞的活化和增殖，減少器官移植后的免疫排斥反應。單克隆抗體藥物daclizumab是第一株通過美國FDA認證的治療性抗體，主要應用于器官移植，尤其是腎臟移植的免疫抑制。

　　丁建平組的博士生楊薈和王建船等人解析了daclizumab的Fab片段與IL-2Rα胞外區的復合物的晶體結構，分析了抗原-抗體之間的相互作用。進一步通過對復合物的結構分析和與已報道的生化數據的比較，鑒定了daclizumab的抗原決定表位。結構分析表明，Fab片段的CDR環區主要通過一個帶正電的表面及其兩側兩個相對疏水的區域與IL-2Rα兩個shushi-like結構域D1和 D2發生較強的親水和疏水相互作用，因此daclizumab對IL-2Rα的識別具有高親和力和高特異性。進一步與已報道的IL-2/IL-2Rα及 IL-2/IL-2Rαβγc復合物的結構比較，發現daclizumab的抗原表位與IL-2識別IL-2Raα區域有很大程度上的重疊，而且和IL-2相比daclizumab與IL-2Rα具有更強的相互作用，因此可以競爭性地結合IL-2Rα，從而阻斷IL-2與IL- 2Rα的結合而抑制IL-2信號通路的激活。

　　這些研究結果在分子水平上揭示了daclizumab抑制IL-2信號通路的分子機制，并合理地解釋了已有的生物化學和免疫學數據。基于研究結果，研究者們提出了通過對daclizumab進行定點突變以研發具有更高特異性和更強親和力的抗體藥物的策略。這項研究成果對于抗IL-2Rα的抗體藥物的改造和新藥物的研發具有重要的指導意義。

　　該項工作得到國家科技部、國家自然科學基金委、中科院和上海市科委的經費支持。