丝氨酸蛋白酶抑制剂（serpins）参与调节机体内许多重要的生命过程。先前已有研究证明SerpinB9（Sb9）可以保护肿瘤细胞免受颗粒酶B（GrB）诱导的细胞凋亡，Sb9是GrB的生理抑制剂，GrB在被细胞毒性淋巴细胞递送到靶细胞后能引发细胞凋亡，但是这种保护作用还需要在体内研究中进行综合分析。
11月25日，在Cell上发表的一项最新研究中，来自美国哈佛医学院、干细胞研究所等机构的研究人员发现SerpinB9具有将肿瘤消融、肿瘤微环境（TME）调控和免疫疗法结合起来的潜力。研究人员筛选出了一种特异性Sb9小分子抑制剂，该分子能有效控制肿瘤生长，无脱靶作用，也无显著的毒性作用。
来源：Cell
在本项研究中，研究人员在人类和小鼠的多种肿瘤（原发性黑色素瘤、乳腺腺癌和肺腺癌）中观察到Sb9和GrB的表达。而且Sb9通过经典的丝氨酸蛋白酶抑制剂机制抑制GrB，导致小鼠黑色素瘤细胞（B16）中产生SDS抗性的62 kDa Sb9-GrB复合物。
研究人员使用CRISPR/Cas9系统破坏了SERPINB9基因后，发现敲除Sb9对B16细胞的增殖没有影响，但导致GrB活性增加了2倍，GrB诱导的特异性凋亡增加了2.3倍，这表明Sb9参与保护肿瘤免受GrB诱导的细胞凋亡。
为了探究Sb9在体内肿瘤进展和转移中的作用，研究人员将野生型（WT）和敲除Sb9的B16细胞注射到小鼠模型中。在植入后第27天，Sb9缺失的肿瘤比WT组的肿瘤约小4倍，而且荷瘤小鼠中，肿瘤Sb9缺失组的中位生存时间（MST）比WT组肿瘤小鼠的中位生存时间显著更长。
然而，研究人员没有观察到WT和敲除Sb9的肿瘤细胞之间在Treg、TAM（M1和M2）和MDSC水平上的差异，这表明肿瘤Sb9的表达对TME中免疫抑制细胞群的比例影响很小。而肿瘤引流淋巴结（TDLN）中的黑色素瘤细胞水平下降，证明Sb9缺失肿瘤的转移也减少了。
以上是Sb9缺失肿瘤细胞的表现，研究人员接下来研究了Sb9过表达对肿瘤的影响，在将过表达Sb9的B16-Sb9++通过皮下注射进入小鼠体内后，他们发现，与WT组相比，B16-Sb9++肿瘤在植入后21天生长明显更快。
接下来，研究人员敲除了小鼠的Sb9，发现与WT小鼠相比，Sb9缺失小鼠的肿瘤生长更慢，中位生存时间显著更长。此外，当肿瘤和宿主均缺失Sb9时（Sb9 KO/Sb9 KO），能最大程度地防止肿瘤发展，而且肿瘤微环境中的效应CD8 T细胞与Treg、效应记忆CD8 T细胞与Treg等细胞的比例显著高于WT/WT组，Sb9 KO/Sb9 KO组的TAM和MDSC的水平也显著低于WT/WT组。
研究人员将这种观察结果总结为Treg、TAM和MDSC中Sb9的缺失使其暴露于TME中GrB介导的杀伤，最终导致抗肿瘤免疫应答的恢复和肿瘤进展的抑制。
3034是研究人员筛选出来的一种能与Sb9直接结合的具有优良性能的小分子化合物，能以剂量依赖的方式降低B16细胞Sb9-GrB复合物的表达。在体内实验中，与对照组相比，3034的注射后，小鼠肿瘤免疫力显著提高，植入腹侧的B16肿瘤的显著减小，而且免疫抑制Treg、TAM和MDSC的水平显著降低。
为了评估3034的抗肿瘤作用是否可以推广到人类患者中，研究人员还测试了3034在人源化黑色素瘤小鼠模型中的功效。结果显示，与对照组相比，3034显著缩小了肿瘤大小。而且3034能在B16细胞中诱导GrB介导的凋亡，3034处理的B16细胞中GrB的活性增加，而且3034无脱靶作用，也无显著毒性作用。
总的来说，这项研究突出了Sb9在抑制肿瘤转移中的重要性，抑制Sb9可能是一种比免疫检查点抑制的更有效、更安全的疗法。不过，未来需要开展更多的研究来表征和优化Sb9抑制剂在体内结合的亲和力和功效。
参考资料：
Liwei Jiang, et al. Direct Tumor Killing and Immunotherapy through Anti-SerpinB9 Therapy. Cell (2020)
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