VSIG4：B7家族共刺激分子，補(bǔ)體系統(tǒng)或腫瘤藥開(kāi)發(fā)創(chuàng)新靶點(diǎn)！

1. 什么是共信號(hào)分子B7家族？

B7家族是最早被證實(shí)在T細(xì)胞活化中起關(guān)鍵作用的共信號(hào)分子，B7家族現(xiàn)在至少包括10個(gè)成員，即B7-1/CD80、B7-2/CD86、B7-DC、B7-H1/PD-L1、B7-H2、B7-H3、B7-H4、B7-H5、B7-H6和B7-H7/HHLA2。1970年BRETSCHER和COHN提出了T細(xì)胞活化雙信號(hào)模型：第一信號(hào)（抗原刺激信號(hào)）由TCR識(shí)別APC提呈的pMHC產(chǎn)生，使T細(xì)胞初步活化；第二信號(hào)（共刺激信號(hào)）由APC與T細(xì)胞表面的共刺激分子相互作用產(chǎn)生，使T細(xì)胞完全活化。兩個(gè)信號(hào)協(xié)同作用才能誘導(dǎo)T細(xì)胞完全活化 ^[1-3]。

目前已知的共信號(hào)分子分為3個(gè)家族：B7家族（免疫球蛋白家族）、TNF家族（腫瘤壞死因子家族）和整合素家族。B7家族是最重要的共信號(hào)分子之一，在腫瘤細(xì)胞中廣泛表達(dá)，且與腫瘤進(jìn)展關(guān)聯(lián)密切，它積極或消極地調(diào)節(jié)T細(xì)胞功能，對(duì)維持免疫調(diào)節(jié)和自身耐受至關(guān)重要。無(wú)論是單獨(dú)治療還是與其他療法結(jié)合，B7家族被看作是“免疫治療最有希望的靶點(diǎn)”（圖1） ^[2]。

圖1. B7家族蛋白和癌癥 ^[6]

2. 什么是VSIG4？

VSIG4（V-set and immunoglobulin domain containing 4）是最新鑒定的B7家族共刺激分子，又稱補(bǔ)體受體Ig超家族分子（CRIg），或免疫球蛋白超家族蛋白39（Z39Ig）。人和鼠VSIG4基因均定位于X染色體的Xq12，屬于I型跨膜蛋白。人的VSIG4胞外區(qū)含有IgV和IgC₂兩種結(jié)構(gòu)域，存在由25個(gè)氨基酸組成的跨膜區(qū)及細(xì)胞質(zhì)尾（圖2） ^{[1, 4]}。VSIG4作為新型B7家族相關(guān)蛋白，目前發(fā)現(xiàn)主要表達(dá)于組織靜息巨噬細(xì)胞，其在維持免疫耐受、抗炎、宿主防御等免疫調(diào)控方面發(fā)揮著重要的作用，是固有免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。

研究發(fā)現(xiàn)，VSIG4和多種炎癥性疾病存在關(guān)聯(lián)性如神經(jīng)系統(tǒng)疾病、I型糖尿病、腎臟疾病 ^[5-7]。此外，大量研究已證實(shí)VSIG4在肝癌、肺癌、卵巢癌、乳腺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和多發(fā)性骨髓瘤中過(guò)表達(dá)，可作為免疫檢查點(diǎn)分子，或腫瘤獨(dú)立預(yù)后因素 ^[8-9]。目前，已有多款靶向VSIG4在研臨床藥物，主要用于實(shí)體瘤治療。因此，VSIG4將成為治療炎癥性疾病或多種腫瘤的新型靶標(biāo)！

圖2. 人或鼠VSIG4結(jié)構(gòu) ^[1]

3. VSIG4相關(guān)的作用機(jī)制

3.1 VSIG4作為T(mén)細(xì)胞抑制分子的作用

VSIG4可作為一種新的T細(xì)胞抑制分子，對(duì)于T細(xì)胞活化有著抑制作用。然而，VSIG4抑制T細(xì)胞的具體機(jī)制尚不明晰，現(xiàn)有的研究提示，1）VSIG4可能結(jié)合T細(xì)胞表面的尚未知的受體，導(dǎo)致T細(xì)胞活化抑制（圖3）；2）VSIG4和T細(xì)胞表面的CR1或CR3與它們的共配體C3b和iC3b結(jié)合，啟動(dòng)T細(xì)胞的抑制信號(hào)；3）VSIG4通過(guò)下調(diào)G1期的周期蛋白依賴性激酶，如CDK2、CDK4或CDK6，誘導(dǎo)G0/G1期阻滯，抑制T細(xì)胞的增殖 ^[10-12]。

比如，在VSIG4基因敲除的小鼠（VSIG4^-/-）中，研究發(fā)現(xiàn)小鼠腎間質(zhì)炎細(xì)胞浸潤(rùn)及小管損傷重程度均高于VSIG4正常表達(dá)（VSIG4^+/+）組。同時(shí)，在VSIG4^-/-組中，TGF-β1，IL-2、IFN-γ、IL-10、TNF-α的表達(dá)水平顯著增高 ^[13]。在實(shí)驗(yàn)性自身免疫性葡萄膜炎（EAU）模型中，VSIG4-Ig融合，可導(dǎo)致T細(xì)胞所分泌的炎癥細(xì)胞因子的減少，如IFN-γ，TNF-α，IL-6，IL-17 ^[13]。最新的研究認(rèn)為，VSIG4的抑制作用不僅僅下調(diào)活化的T細(xì)胞應(yīng)答，而是能夠阻止T細(xì)胞在正常組織中的活化 ^[12]。

圖3. VSIG4作為T(mén)細(xì)胞抑制分子的作用 ^[12]

3.2 VSIG4作為補(bǔ)體受體介導(dǎo)的吞噬作用

補(bǔ)體系統(tǒng)作為體內(nèi)重要的效應(yīng)系統(tǒng)和效應(yīng)放大系統(tǒng)，通過(guò)作用于病原體表面，破壞病原體的細(xì)胞膜，調(diào)理病原體表面分子，而促巨噬細(xì)胞對(duì)病原體的吞噬作用。C3是補(bǔ)體調(diào)理素作用的核心，在不同蛋白酶的作用下，可降解生成為C3a和C3b片段。這些補(bǔ)體片段在病原體表面與補(bǔ)體受體結(jié)合，并誘導(dǎo)吞噬作用。VSIG4可和補(bǔ)體C3的降解片段C3b和iC3b等結(jié)合，是繼CR1/CD35，CR2/CD21，CR3/CD18，CR4之后的第五個(gè)補(bǔ)體C3片段受體（圖4） ^[12-15]。

研究證實(shí)，表達(dá)在巨噬細(xì)胞表面的VSIG4，能有效的清除C3調(diào)理的病原體，從而減少宿主的感染和死亡率。另有研究發(fā)現(xiàn)，VSIG4信號(hào)不僅能促進(jìn)李斯特菌（Listeria Monocytogenes，LM）的捕獲，還能夠激活氯離子通道（Chloride Intracellular Channel 3, CLIC3），活化吞噬體從而促進(jìn)胞內(nèi)李斯特菌的清除 ^[16]。因此，VSIG4或可作為補(bǔ)體治療劑，且不影響宿主對(duì)病原體的防御。

圖4. VSIG4作為補(bǔ)體受體介導(dǎo)吞噬作用 ^[12]

3.3 VSIG4作為補(bǔ)體旁路途徑的抑制劑作用

補(bǔ)體活化的過(guò)程主要包括經(jīng)典途徑、凝集素MBL途徑和旁路途徑三種途徑的協(xié)作行動(dòng)。補(bǔ)體旁路是補(bǔ)體系統(tǒng)活化的主要途徑，因C3bBb二聚物和C3bC3bBb多聚體形成旁路途徑的轉(zhuǎn)化酶，可放大補(bǔ)體系統(tǒng)的激活。補(bǔ)體的活化可釋放大量的補(bǔ)體片段，如C3a和C5a，它們是中性粒細(xì)胞和炎癥巨噬細(xì)胞的趨化因子和激活劑 ^{[12, 14]}。

雖然補(bǔ)體活化有利于清除病原體，但是補(bǔ)體系統(tǒng)的過(guò)度活化也可能參與自身免疫疾病的發(fā)病。研究提示，VSIG4能夠抑制旁路途徑中C3轉(zhuǎn)化酶及C5轉(zhuǎn)化酶的活性，卻不抑制經(jīng)典途徑中轉(zhuǎn)化酶的活性 ^{[12, 14]}。因此，VSIG4可選擇性的抑制旁路途徑的激活，而不影響經(jīng)典途徑和MBL途徑，這一發(fā)現(xiàn)可為針對(duì)補(bǔ)體活化旁路途經(jīng)的靶向治療提供可能。

4. VSIG4在腫瘤等疾病中的作用

VSIG4最初被認(rèn)為是與人類智力障礙相關(guān)的基因，隨后研究發(fā)現(xiàn)VSIG4可作為一種新型補(bǔ)體受體，同免疫黏附過(guò)程相互作用，成為清除病原體的關(guān)鍵受體。更為重要的是，大量研究已證實(shí)，在惡性腫瘤中，如肺癌、乳腺癌、卵巢癌等，VSIG4高表達(dá)，被認(rèn)為是一種致癌基因。

4.1 VSIG4與肺癌

研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)構(gòu)建Lewis肺癌細(xì)胞株誘導(dǎo)的小鼠腫瘤模型中，VSIG4缺陷的小鼠，其腫瘤生長(zhǎng)明顯小于野生型（VSIG4^+/+）。針對(duì)肺癌組織樣本，采用免疫組化的方法檢測(cè)VSIG4表達(dá)，研究顯示，VSIG4⁺細(xì)胞大量浸潤(rùn)。雙重?zé)晒馊旧@示，VSIG4存在于CD68+巨噬細(xì)胞中，但在CD3+T細(xì)胞、CD31+內(nèi)皮細(xì)胞和CK-18+上皮細(xì)胞中不存在 ^[17]。

此外，當(dāng)VSIG4轉(zhuǎn)染人腎上皮細(xì)胞，VSIG4可結(jié)合T細(xì)胞上的未知受體，抑制CD4+和CD8+T細(xì)胞的增殖，以及細(xì)胞因子的產(chǎn)生，如IL-2和IFN-γ ^[17]。現(xiàn)有研究表明，VSIG4+腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞可誘導(dǎo)肺癌的發(fā)展，提示VSIG4+腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞參與到腫瘤的病理過(guò)程。因此，VSIG4的特異性靶向治療可能是一種新的、有效的治療癌癥的方法。

4.2 VSIG4與卵巢癌

通過(guò)分析卵巢癌患者血液及組織中VSIG4的表達(dá)水平，研究人員發(fā)現(xiàn)，與良性腫瘤相比，VSIG4在卵巢癌組織中過(guò)表達(dá)，抑制了招募的T淋巴細(xì)胞的激活。此外，血漿中VSIG4的水平高于卵巢癌組織。研究人員認(rèn)為，卵巢癌中可溶性VSIG4的增加，可導(dǎo)致C3b沉積增加，從而促進(jìn)卵巢癌新生血管的形成，促進(jìn)卵巢癌的進(jìn)展。癌組織中VSIG4和血漿中VSIG4還與無(wú)疾病生存（DFS）相關(guān) ^{[6, 18]}。因此，VSIG4可能是預(yù)測(cè)卵巢癌預(yù)后的潛在生物標(biāo)志物，也可是卵巢癌免疫治療的一個(gè)潛在靶點(diǎn)。

4.3 VSIG4與乳腺癌

有關(guān)生信分析提示，VSIG4與乳腺癌患者預(yù)后及M2型巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)豐度顯著相關(guān)，其受上游miR-29a-3p調(diào)控。研究通過(guò)TIMER和TISIDB分析腫瘤免疫特征，結(jié)果表明，M2型巨噬細(xì)胞與VSIG4具有較強(qiáng)的相關(guān)性。預(yù)后分析表明，VSIG4表達(dá)水平越高，M2型巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)豐度越高，患者預(yù)后越差。

VSIG4相關(guān)的信號(hào)通路富集分析表明，VSIG4與細(xì)胞胞吞、細(xì)胞因子的生成和釋放、Toll樣受體及細(xì)胞黏附等通路顯著相關(guān)。通過(guò)miRmap、miRanda、PITA預(yù)測(cè)工具，發(fā)現(xiàn)miR-29a-3p可調(diào)控VSIG4的表達(dá)，且對(duì)乳腺癌患者預(yù)后有顯著影響 ^[19-20]。因此，VSIG4或可作為乳腺癌的潛在預(yù)后標(biāo)志物。

4.4 VSIG4與膠質(zhì)瘤

采用免疫組化組織芯片技術(shù)檢測(cè)VSIG4在惡性膠質(zhì)瘤和正常大腦中的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與正常腦組織相比，高級(jí)別膠質(zhì)瘤患者中的VSIG4表達(dá)量顯著升高。進(jìn)一步的研究提示，VSIG4的過(guò)表達(dá)能夠誘導(dǎo)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞發(fā)生上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），并顯著促進(jìn)其侵襲和遷移，而且還促進(jìn)了細(xì)胞中膠質(zhì)瘤干細(xì)胞表型的形成。另有研究還發(fā)現(xiàn)，VSIG4可能通過(guò)T淋巴細(xì)胞功能缺失引起膠質(zhì)瘤細(xì)胞免疫逃逸 ^[21-22]。

4.5 VSIG4與多發(fā)性骨髓瘤

通過(guò)對(duì)多例骨髓外活檢標(biāo)本分析，VSIG4高表達(dá)的總生存期（OS）顯著低于VSIG4低表達(dá)組。通過(guò)VSIG4表達(dá)水平，對(duì)MM高危多發(fā)性骨髓瘤患者進(jìn)行分層，提示VSIG4表達(dá)是OS預(yù)后不良的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，也可能是MM抗癌免疫治療候選靶點(diǎn) ^[23]。

另有研究發(fā)現(xiàn)，蛋白激酶Cα（PKCα）可控制VSIG4的表達(dá)。此外，PKC信號(hào)通路與多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞的增殖有關(guān)。因此，PKC信號(hào)通路可能是多發(fā)性骨髓瘤（Multiple Myeloma，MM）中VSIG4過(guò)表達(dá)的原因，但其具體的機(jī)制需要進(jìn)一研究 ^[24]。綜上所述，通過(guò)VSIG4表達(dá)不僅可幫助患者進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)后及分層，還可作為多發(fā)性骨髓瘤的新靶標(biāo)。

4.6 VSIG4與其它疾病

VSIG4的表達(dá)不僅在病原體的清除和腫瘤發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而且與炎癥性疾病也有著密切的聯(lián)系，如多發(fā)性硬化癥MS、炎癥性腸炎、腎臟疾病、肝炎以及關(guān)節(jié)炎等 ^[25-26]。例如，在國(guó)際公認(rèn)研究MS的EAE動(dòng)物模型中，研究團(tuán)隊(duì)在EAE模型中加入自制VSIG4單克隆抗體激動(dòng)性抗體VG11后，誘導(dǎo)了JAK2/STAT3/A20信號(hào)通路的激活，降低了NLRP3和IL-1β的表達(dá) ^[27]。

而已有研究表明，抑制核因子NF-κB、NOD樣受體蛋白3（NLRP3）和IL-1β表達(dá)，對(duì)小鼠多發(fā)性硬化癥起到顯著的治療效果 ^[28-29]。因此，VSIG4可能夠作為MS疾病治療的新型靶點(diǎn)。EB病毒是一種與慢性腎臟疾病相關(guān)的皰疹腫瘤病毒，有研究表明VSIG4的表達(dá)能夠通過(guò)LMP1/NF-κB信號(hào)通路在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)，推測(cè)VSIG4是慢性腎病和EB病毒感染LMP1陽(yáng)性患者的潛在靶點(diǎn) ^[30-31]。

5. VSIG4的臨床應(yīng)用前景

目前，陸續(xù)有國(guó)內(nèi)外藥企正開(kāi)展以VSIG4為靶點(diǎn)的藥物臨床試驗(yàn)，用于實(shí)體瘤疾病治療，包括沈陽(yáng)三生制藥、美國(guó)Verseau Therapeutics和Sensei Biotherapeutics Inc、韓國(guó)Kanaph Therapeutics Inc （表1）。當(dāng)前研究主要聚焦在VSIG4在癌癥發(fā)展方面所扮演的角色，Verseau Therapeutics官網(wǎng)披露的臨床前數(shù)據(jù)顯示，抗VSIG-4抗體（VTX-1218）可促進(jìn)巨噬細(xì)胞的促炎極化，激活T細(xì)胞并吸引其他免疫細(xì)胞協(xié)同產(chǎn)生強(qiáng)大的抗腫瘤效應(yīng)。

國(guó)內(nèi)方面，三生制藥早已獲得VTX-1218的臨床前抗體開(kāi)發(fā)授權(quán)。此外，多項(xiàng)針對(duì)VSIG4的靶向藥研究，正處在藥物發(fā)現(xiàn)階段，用于眼科、免疫調(diào)節(jié)、內(nèi)分泌與代謝、胃腸道系統(tǒng)等疾病。VSIG4作為一種新型B7家族共刺激分子和C3補(bǔ)體受體，成為免疫治療的新型靶點(diǎn)，將對(duì)腫瘤等疾病的藥物開(kāi)發(fā)帶來(lái)新策略！

表1：VSIG4臨床研究進(jìn)展

為鼎力協(xié)助各藥企針對(duì)VSIG4在炎癥及腫瘤等疾病治療領(lǐng)域上的研發(fā)，CUSABIO推出VSIG4活性蛋白產(chǎn)品（Code: CSB-MP896869HU，助力您在VSIG4機(jī)制方面的研究或其潛在臨床價(jià)值的探索。

Recombinant Human V-set and immunoglobulin domain-containing protein 4(VSIG4),partial (Active)

High Purity Validated by SDS-PAGE

The purity was greater than 95% as determined by SDS-PAGE. (Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.

Excellent Bioactivity Validated by Functional ELISA

Immobilized Human VSIG4 at 2 μg/ml can bind Anti-VSIG4 recombinant antibody (CSB-RA896869MA1HU), the EC₅₀ is 51.14-68.73 ng/mL.