Your Good Partner in Biology Research

CLDN6:繼CLDN 18.2之后,下一個(gè)癌癥治療的“新寵”!

日期:2022-06-29 15:39:12

今年2022-AACR會(huì)議上,眾多潛在創(chuàng)新靶標(biāo)重磅登場(chǎng),CLDN6便是其中之一。國(guó)內(nèi)外生物醫(yī)藥企業(yè)拜恩泰科,安進(jìn),天境生物等公司,均對(duì)其管線中CLDN6靶向藥物的階段性進(jìn)展進(jìn)行了披露。其中,德國(guó)拜恩泰科公司旗下的BNT-211(CLDN6 CAR-T)的臨床數(shù)據(jù)表明,無(wú)論是單用還是與疫苗聯(lián)用,均展現(xiàn)出良好的耐受性。國(guó)內(nèi)天境生物的TJ-C64B,是一款雙特異性抗體,靶向腫瘤CLDN6和T細(xì)胞共刺激分子TNFRSF9,會(huì)議展示了該藥物的臨床前研究數(shù)據(jù),在腫瘤小鼠模型中,TJ-C64B具有強(qiáng)大的腫瘤抑制活性,能夠在腫瘤微環(huán)境中特異性激活免疫,無(wú)明顯肝毒性風(fēng)險(xiǎn)。CLDN6作為Claudins家族的一員,被認(rèn)為是繼CLDN 18.2之后,下一個(gè)癌癥治療的“新寵”。

1、Claudins家族的發(fā)現(xiàn)

Claudins(CLDNs)蛋白家族最早在1998年由Furuse Mikio等人從雞肝中克隆得到并為之命名,是緊密連接(Tight junctions,TJs)的重要組成部分 [1-2]。緊密連接主要由occludin,CLDNs,緊密連接黏附分子構(gòu)成。在哺乳動(dòng)物中,迄今為止發(fā)現(xiàn)了27個(gè)Claudins成員,隨著研究的深入,Claudins家族成員還將不斷壯大 [3-4]。大量研究已證實(shí),Claudins家族是TJs必不可少的骨架蛋白,在維持上皮和內(nèi)皮細(xì)胞中的細(xì)胞極性、細(xì)胞間的粘附固定、細(xì)胞旁路的離子運(yùn)輸?shù)确矫姘l(fā)揮重要作用 [5-8]。

Claudins成員,廣泛分布于不同的組織器官中,其表達(dá)具有多樣化的特性。近年來(lái)的大量研究數(shù)據(jù)揭示,Claudins的異常表達(dá)與多種腫瘤相關(guān),涌現(xiàn)出更多的Claudins家族潛力靶點(diǎn),用于腫瘤臨床診斷和治療(圖1[9]。不僅在癌癥中扮演重要角色,也同其它疾病息息相關(guān)。例如,CLDN1的異常表達(dá)可導(dǎo)致硬化性膽管炎和魚鱗病 [10-11];CLDN3的增加與肺泡屏障功能降低有關(guān) [12]。在癌癥免疫治療領(lǐng)域,Claudins家族成員CLDN18的異構(gòu)體CLDN18.2,已成為藥企必爭(zhēng)靶點(diǎn)的高地(點(diǎn)擊查看CLDN18.2相關(guān)文章)。如今,CLDN6作為Claudins家族“新寵”,腫瘤靶向藥物的研發(fā)也是勢(shì)如破竹,令人期待!

Claudins靶向藥物的臨床應(yīng)用

圖1. Claudins靶向藥物的臨床應(yīng)用 [9]

2、什么是CLDN6?

CLDN6作為27個(gè)CLDN家族成員之一,是組成細(xì)胞間緊密連接的重要分子。CLDN6位于染色體16p3.3,分子量大約20-40kDa。Claudins成員之間具有相似的結(jié)構(gòu),每個(gè)Claudin分子有4個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域,2個(gè)細(xì)胞外環(huán)和2條胞內(nèi)尾區(qū)。CLDN6擁有一個(gè)C端的PDZ結(jié)合位點(diǎn),使得緊密連接蛋白能與細(xì)胞內(nèi)某些蛋白發(fā)生相互作用關(guān)系,在細(xì)胞連接及上皮組織通透性等方面均可發(fā)揮重要作用(圖2[13]。對(duì)CLDN6蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的研究是進(jìn)一步了解CLDN6分子特性和功能的前提和基礎(chǔ),目前關(guān)于CLDN6的高級(jí)結(jié)構(gòu)的研究尚處于初級(jí)階段。然而值得關(guān)注的是,越來(lái)越多的研究表明,CLDN6異常表達(dá)可參與乳腺癌 [14],卵巢癌 [15],宮頸癌 [16],胃癌 [17],肺癌 [18]等多種惡性腫瘤發(fā)生及發(fā)展過(guò)程。

由于腫瘤細(xì)胞易于侵襲轉(zhuǎn)移,細(xì)胞之間結(jié)構(gòu)較正常細(xì)胞排列錯(cuò)亂,導(dǎo)致細(xì)胞信號(hào)因子或者藥物在流動(dòng)過(guò)程中阻力增加,難以突破細(xì)胞間的屏障到達(dá)腫瘤細(xì)胞內(nèi),抗腫瘤藥物無(wú)法髙效發(fā)揮作用。因此,探索打開(kāi)細(xì)胞緊密連接,為抗腫瘤藥物以及正常信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)清除障礙,成為腫瘤治療中的新思路。CLDN6作為細(xì)胞骨架的形成和細(xì)胞信號(hào)通路調(diào)節(jié)的重要分子,可影響細(xì)胞的生長(zhǎng)進(jìn)程,這為腫瘤的診斷和干預(yù)提供了新的方向。目前,多款針對(duì)CLDN6的藥物已處于臨床和臨床前階段,用于多種腫瘤的治療。

CLDNs家族結(jié)構(gòu)示意圖

圖2. CLDNs家族結(jié)構(gòu)示意圖 [13]

3、CLDN6相關(guān)的信號(hào)通路

目前的研究普遍認(rèn)為,CLDN蛋白表達(dá)升高或降低,磷酸化及去磷酸化,都會(huì)導(dǎo)致一定程度的細(xì)胞極性缺失和細(xì)胞間分子異常擴(kuò)散等變化,而此種變化的主要原因則是由于緊密連接正常結(jié)構(gòu)的破壞而引發(fā)的。另外,CLDN蛋白可能是通過(guò)高度特異性的胞內(nèi)信號(hào)通路所起作用的,但目前絕大多數(shù)CLDN蛋白在腫瘤中的作用機(jī)制尚不清楚。大量研究表明,CLDN6基因可能直接或間接參與腫瘤細(xì)胞增殖、分化、凋亡等功能的調(diào)節(jié) [19]。

CLDN6可以通過(guò)不同的信號(hào)通路參與細(xì)胞調(diào)控,其復(fù)雜多樣的分子機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。比如,在宮頸癌細(xì)胞中,CLDN6的PDZ結(jié)合基序可以募集具有PDZ結(jié)構(gòu)域的蛋白AF-6,AF-6與Ras結(jié)合,抑制Ras和Raf的結(jié)合,使得Ras不能被Raf激活,從而抑制Ras的活性,進(jìn)一步抑制下游靶分子如ERKPI3K等信號(hào)通路,以調(diào)控細(xì)胞生物學(xué)行為 [13]。在乳腺癌中,過(guò)表達(dá)CLND6可以激活A(yù)SK1/P38通路,從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡 (圖3);在肺腺癌中,CLDN6過(guò)表達(dá)細(xì)胞,可促進(jìn)P38 MAPK途徑的活化 [14] ;在結(jié)直腸癌中,CLDN6通過(guò)與ZO-1結(jié)合,調(diào)控PTEN/AKT信號(hào)通路,抑制腫瘤 [20];在卵巢癌中,CLDN6通過(guò)ASK1參與細(xì)胞凋亡,進(jìn)而介導(dǎo)MAPK信號(hào)通路發(fā)揮作用 [15]。

CLDN6J激活RIP1-ASK1-p38/JNK MAPK

圖3. CLDN6激活RIP1-ASK1-p38/JNK MAPK [19]

4、CLDN6在腫瘤等疾病中的作用

CLDN6等家族蛋白,在上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接的形成過(guò)程中起了重要作用。CLDN家族通過(guò)細(xì)胞屏障、細(xì)胞旁路轉(zhuǎn)運(yùn)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)保持了細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的平衡。CLDN6等家族蛋白的異常表達(dá),可使得TJs功能受損,屏障功能降低,從而導(dǎo)致組織通透性提高,最終導(dǎo)致包括遺傳性、過(guò)敏性疾病,各個(gè)系統(tǒng)感染性疾病乃至腫瘤等多種疾病的發(fā)生。目前,關(guān)于CLDN6的研究,主要集中在腫瘤,尤其是卵巢癌,乳腺癌,宮頸癌。

4.1 CLDN6和腫瘤

在一項(xiàng)產(chǎn)氣莢膜梭菌腸毒素(CPE)結(jié)合CLDN6調(diào)控卵巢癌的研究數(shù)據(jù)顯示,CLDN6在卵巢癌中高表達(dá),CPE可加速卵巢癌細(xì)胞裂解;CLDN6編碼基因的敲除,可降低CPE高敏感株對(duì)CPE的敏感度,使得CPE無(wú)法破壞腫瘤細(xì)胞,導(dǎo)致腫瘤增殖;而CLDN6過(guò)表達(dá),可增加抗CPE細(xì)胞株對(duì)CPE的敏感度,促使腫瘤細(xì)胞裂解 [21]。在人乳腺癌細(xì)胞系中CLDN6低表達(dá),當(dāng)過(guò)表達(dá)CLDN6時(shí),MDA-MB-231細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性顯著降低,并顯示出侵襲性降低,緊密連接功能隨著菌落變得更緊密而增強(qiáng);進(jìn)一步數(shù)據(jù)顯示,CLDN6的高表達(dá),可導(dǎo)致Sp1和cyclin D1的表達(dá)下調(diào) [22-23];另有研究表明,過(guò)表達(dá)CLDN6的宮頸癌細(xì)胞中,促凋亡蛋白Bax增多,抑凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xl減少,這提示,CLDN6具有促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞凋亡的作用 [13, 24]。因此,CLDN6有望為卵巢癌等腫瘤靶向治療提供新方向。

4.2 CLDN6和多卵巢綜合征等疾病

有研究證實(shí),CLDN6在多囊卵巢綜合征(Polycystic Ovary Syndrome,PCOS)和顆粒細(xì)胞(Granular Cells,GC)中呈高表達(dá),減弱CLDN6表達(dá),可抑制PCOS大鼠卵巢GC增殖并誘導(dǎo)GC凋亡 [25, 26]。PCOS以月經(jīng)稀發(fā)、高雄激素血癥、卵巢多囊樣改變?yōu)橹饕卣?,影響全?%~20%的育齡婦女。患有PCOS的女性中,GC異常增殖,并與卵巢內(nèi)雄激素的過(guò)量產(chǎn)生有關(guān)。另有研究報(bào)道,抑制CLDN6表達(dá),可抑制子宮內(nèi)膜異位癥細(xì)胞增殖、遷移及侵襲。子宮內(nèi)膜異位癥是臨床常見(jiàn)婦科疾病且育齡女性的發(fā)病率較高,患者常有月經(jīng)量過(guò)多、痛經(jīng)等癥狀。以上研究意味著,CLDN6可能作為治療PCOS或子宮內(nèi)膜異位癥的潛在靶點(diǎn)。

5、CLDN6臨床研究進(jìn)展

來(lái)自ParmSnap數(shù)據(jù)庫(kù)顯示,已有10多家企業(yè)布局CLDN6研發(fā)管線,集中在CLDN6抗體、ADC、雙特異性抗體、CART(參見(jiàn)下表)。具體來(lái)看,針對(duì)CLDN6藥物進(jìn)展較快的,來(lái)自日本安斯泰來(lái)制藥(Astellas Pharma Global Development, Inc.)旗下的IMAB-027抗體藥物,為靶向CLDN6的抑制劑,已處于臨床二期,適應(yīng)癥包括生殖細(xì)胞和胚胎腫瘤、睪丸腫瘤、卵巢癌,但尚未查到該項(xiàng)目的2期臨床數(shù)據(jù)。

安進(jìn)公司的AMG 794雙特異性抗體,靶向CD3 x CLDN6,處于臨床1期,適應(yīng)癥為卵巢上皮癌、非小細(xì)胞肺癌,以及非鱗狀非小細(xì)胞肺癌。在2022 AACR會(huì)議上,安進(jìn)公司披露AMG 794對(duì)表達(dá)CLDN6的非小細(xì)胞肺癌和上皮性卵巢癌細(xì)胞,具有可接受的臨床前安全性數(shù)據(jù),支持AMG 794進(jìn)入臨床開(kāi)發(fā)。

德國(guó)拜恩泰科公司旗下有三款管線藥物在研BNT 211(臨床2期)、BNT-142(臨床1/2期)和CARVac Claudin6 mRNA vaccine(臨床1期)。在AACR會(huì)議上,德國(guó)拜恩泰科披露了BNT211 CAR-T+CARVac聯(lián)合治療CLDN6陽(yáng)性實(shí)體瘤的臨床初步數(shù)據(jù),在16名接受治療患者中,CLDN6 CAR-T治療具有良好的耐受性,疾病控制率達(dá)到86%,客觀緩解率ORR為43%。

另外,4款雙特異性抗體藥物尚處于臨床前階段,分別來(lái)自Context Therapeutics LLC(CLDN6 x CD3),Novarock Biotherapeutics Ltd.(NBL-028;TNFRSF9 x CLDN6),天境生物(TJ-C64B;TNFRSF9 x CLDN6)、Integral Molecular, Inc.聯(lián)合Context Therapeutics LLC(IM-171,CLDN6 x CD3)。其中Novarock為石藥集團(tuán)的附屬公司,旗下的NBL-028的臨床前數(shù)據(jù)表明,NBL-028在小鼠模型中能夠有效抑制腫瘤并誘導(dǎo)免疫記憶的形成,且未檢測(cè)到肝損傷或全身毒性的跡象。

隨著越來(lái)越多的對(duì)緊密連接蛋白家族研究,CLDNs家族與腫瘤相關(guān)的分子機(jī)制和藥物研究正成為熱點(diǎn)和重點(diǎn)。繼CLDN18.2之后,CLDN6同樣作為緊密連接蛋白關(guān)鍵成員,CLDN6異常表達(dá)在卵巢癌等多種惡性腫瘤中扮演重要角色,尤其婦科腫瘤。利用CLDN6的空間結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)特點(diǎn),尋找或設(shè)計(jì)針對(duì)CLDN6靶向藥物,去主動(dòng)調(diào)控CLDN6的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),干擾腫瘤的進(jìn)程,對(duì)于卵巢癌等腫瘤的早期診斷和精準(zhǔn)治療具有重要的價(jià)值!

藥物 靶點(diǎn) 藥物類型 在研適應(yīng)癥 在研機(jī)構(gòu) 最高研發(fā)狀態(tài)(全球)
IMAB-027 CLDN6 抗體 生殖細(xì)胞和胚胎腫瘤; 睪丸腫瘤; 卵巢癌 安斯泰來(lái)制藥株式會(huì)社(Astellas Pharma Global Development, Inc.) 臨床2期
BNT 211 CLDN6 基因療法  CAR-T 肺癌; 轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌; 卵巢癌; 實(shí)體瘤; 胃癌; 睪丸腫瘤; 子宮癌 拜恩泰科 臨床2期
BNT-142 CLDN6 x  CLDN18 x  CD3 生物藥 實(shí)體瘤 拜恩泰科 臨床1/2期
AMG 794 CD3 x  CLDN6 雙特異性抗體 非鱗狀非小細(xì)胞肺癌; 卵巢上皮癌; 非小細(xì)胞肺癌 安進(jìn)股份有限公司 臨床1期
CARVac Claudin6 mRNA vaccine(BioNTech) CLDN6 治療性疫苗 | RNA疫苗 實(shí)體瘤 拜恩泰科 臨床1期
DS-9606 CLDN6 ADC 生殖細(xì)胞和胚胎腫瘤; 腫瘤轉(zhuǎn)移; 卵巢癌; 腫瘤 第一三共株式會(huì)社 臨床1期
anti-claudin 6 antibody-drug conjugate(Ganymed Pharmaceuticals) CLDN6 ADC 腫瘤 加尼梅德藥物公司 臨床前
IMD-1618 CLDN6 x  CD3 生物藥 實(shí)體瘤 上海親合力生物醫(yī)藥科技股份有限公司 臨床前
CLDN6xCD3 Bispecific Antibody (Context Therapeutics LLC) CD3 x  CLDN6 雙特異性抗體 卵巢癌; 實(shí)體瘤 Context Therapeutics LLC 臨床前
GB-7008-01-vcMMAE CLDN6 生物藥 卵巢癌 上海吉?jiǎng)P基因醫(yī)學(xué)科技股份有限公司 臨床前
TJ-C64B TNFRSF9 x  CLDN6 雙特異性抗體 腫瘤 天境生物 臨床前
NBL-028 TNFRSF9 x  CLDN6 雙特異性抗體 實(shí)體瘤 Novarock Biotherapeutics Ltd. 臨床前
IM-171 CD3 x  CLDN6 雙特異性抗體 子宮內(nèi)膜樣癌; 實(shí)體瘤; 卵巢癌 Integral Molecular, Inc.; Context Therapeutics LLC 臨床前

表1. 靶點(diǎn)CLDN6的藥物研發(fā)最新進(jìn)展

為鼎力協(xié)助各藥企針對(duì)CLDN6靶點(diǎn)在卵巢癌等腫瘤藥物方面的研發(fā)工作,CUSABIO推出CLDN6四次跨膜蛋白活性產(chǎn)品(Code: CSB-MP005508HU(A4)),助力您在CLDN6機(jī)制方面的研究或其潛在臨床價(jià)值的探索。

Recombinant Human Claudin-6(CLDN6)-VLPs (Active)

High Specifity Validated by Western Blot

The specifity was validated by western blot. CSB-MP005508HU(A4) is detected by Mouse anti-6*His monoclonal antibody.

Excellent Bioactivity Validated by Functional ELISA

Immobilized Human CLDN6 at 10 μg/ml can bind Anti-CLDN6/9 recombinant antibody (CSB-RA005508MA1HU), the EC50 is 1.501-2.035 ng/mL

TEM

The presence of VLP-like structures was confirmed by TEM

參考文獻(xiàn):

[1] Tsukita, Shoichiro, and Mikio Furuse. "Occludin and claudins in tight-junction strands: leading or supporting players?" Trends in cell biology 9.7 (1999): 268-273.

[2] Tsukita, Shoichiro, and Mikio Furuse. "Claudin-based barrier in simple and stratified cellular sheets." Current opinion in cell biology 14.5 (2002): 531-536.

[3] Sawada, Norimasa, et al. "Tight junctions and human diseases." Medical Electron Microscopy 36.3 (2003): 147-156.

[4] Tsukita, Sachiko, Hiroo Tanaka, and Atsushi Tamura. "The claudins: from tight junctions to biological systems." Trends in biochemical sciences 44.2 (2019): 141-152.

[5] Capaldo, Christopher T., and Asma Nusrat. "Claudin switching: physiological plasticity of the tight junction." Seminars in cell & developmental biology. Vol. 42. Academic Press, 2015.

[6] Heiskala, Marja, Per A. Peterson, and Young Yang. "The roles of claudin superfamily proteins in paracellular transport." Traffic 2.2 (2001): 92-98.

[7] Hashimoto, Yosuke, et al. "Potential for Tight Junction Protein–Directed Drug Development Using Claudin Binders and Angubindin-1." International journal of molecular sciences 20.16 (2019): 4016.

[8] Hashizume, Atsushi, et al. "Expression patterns of claudin family of tight junction membrane proteins in developing mouse submandibular gland." Developmental dynamics: an official publication of the American Association of Anatomists 231.2 (2004): 425-431.

[9] Li, Jian. "Targeting claudins in cancer: diagnosis, prognosis and therapy." American journal of cancer research 11.7 (2021): 3406.

[10] Grosse, Brigitte, et al. "Claudin‐1 involved in neonatal ichthyosis sclerosing cholangitis syndrome regulates hepatic paracellular permeability." Hepatology 55.4 (2012): 1249-1259.

[11] Grosse, Brigitte, et al. "Claudin‐1 involved in neonatal ichthyosis sclerosing cholangitis syndrome regulates hepatic paracellular permeability." Hepatology 55.4 (2012): 1249-1259.

[12] Mitchell, Leslie A., et al. "Differential effects of claudin-3 and claudin-4 on alveolar epithelial barrier function." American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology 301.1 (2011): L40-L49.

[13] Du, Huan, et al. "Claudin 6: Therapeutic prospects for tumours, and mechanisms of expression and regulation." Molecular Medicine Reports 24.3 (2021): 1-9.

[14] Guo, Yaxiong, et al. "CLDN6-induced apoptosis via regulating ASK1-p38/JNK signaling in breast cancer MCF-7 cells." International Journal of Oncology 48.6 (2016): 2435-2444.

[15] Zhang, Xiaowei, et al. "Expression of apoptosis signal-regulating kinase 1 is associated with tight junction protein claudin-6 in cervical carcinoma." International journal of clinical and experimental pathology 8.5 (2015): 5535.

[16] Zhang, Xiaowei, et al. "Tight junction protein claudin-6 inhibits growth and induces the apoptosis of cervical carcinoma cells in vitro and in vivo." Medical oncology 32.5 (2015): 1-9.

[17] Kohmoto, Tomohiro, et al. "Claudin-6 is a single prognostic marker and functions as a tumor-promoting gene in a subgroup of intestinal type gastric cancer." Gastric Cancer 23.3 (2020): 403-417.

[18] Wang, Qiang, et al. "Low claudin-6 expression correlates with poor prognosis in patients with non-small cell lung cancer." OncoTargets and therapy 8 (2015): 1971.

[19] Sugimoto, Kotaro, and Hideki Chiba. "The claudin–transcription factor signaling pathway." Tissue Barriers 9.3 (2021): 1908109.

[20] Xu Wenhong. CLDN6 regulates the inhibitory effect of p53 on the proliferation of colorectal cancer cells through PTEN/Akt pathway. MS thesis. Jilin University, 2020.

[21] Lal-Nag, áM, et al. "Claudin-6: A novel receptor for CPE-mediated cytotoxicity in ovarian cancer." Oncogenesis 1.11 (2012): e33-e33.

[22] Ren, Yue, et al. "Gene silencing of claudin?6 enhances cell proliferation and migration accompanied with increased MMP?2 activity via p38 MAPK signaling pathway in human breast epithelium cell line HBL?100." Molecular Medicine Reports 8.5 (2013): 1505-1510.

[23] Wagner, Meike. Molecular and functional characterization of the candidate tumor antigens placenta specific 1 and claudin 6. Diss. Universitätsbibliothek Mainz, 2016.

[24] Zhang X, Ruan Y, et al. Tight junction protein claudin-6 inhibits growth and induces the apoptosis of cervical carcinoma cells in vitro and in vivo. Med Oncol. 2015;32:148. doi: 10.1007/s12032-015-0600-4.

[25] Paz-Martínez, A. D. J., et al. "Progesterone Receptor Phosphorylation is Associated to Claudin 1and 6 Expression and Pregnancy Success in ART-Treated Women." Endocrinol Metab Int J 2.3 (2015): 00020.

[26] Sun Cai-Ping, Zhang Dan, et al. Effect of interfering with CLDN6 gene expression on apoptosis of ovarian granulosa cells in rats with polycystic ovary syndrome by regulating MAPK/ERK signaling pathway [J]. Advances in Modern Obstetrics and Gynecology 2022, Vol. 31, No. 2, pp. 96-101,106.

[27] Huang Shanying, Tang Guoling, et al. Effect of quercetin on proliferation, migration and invasion of endometriosis cells through regulation of CLDN6 gene expression and its mechanism[J]. Journal of Anhui Medical University, 2020, 55(10):7.