详解OX40信号转导的机制及其对免疫治疗的影响

免疫检查点OX40，也称为CD134或TNFRSF4，是属于肿瘤坏死因子受体（TNFR）超家族的共刺激分子。其在调节免疫应答中的重要性在免疫治疗领域引起了广泛关注。OX40信号传导在调节T细胞活化、分化和存活中起关键作用，从而影响针对病原体和肿瘤的免疫应答的结果。本技术说明旨在阐明OX40信号转导的机制及其对免疫治疗的影响。

OX40信号通路

OX 40主要由活化的CD 4+和CD 8+ T细胞表达，并且在TCR刺激后瞬时诱导。OX 40的活化发生在与其配体OX 40 L（也称为CD 252、TNFSF 4或gp 34）结合时，其主要在抗原呈递细胞（APC）如树突状细胞、巨噬细胞和B细胞上表达。OX 40 L三聚体诱导OX 40受体聚集，其启动涉及各种细胞内衔接子和激酶的信号级联。在配体结合后，OX 40募集TNF受体相关因子（TRAF），特别是TRAF 2和TRAF 5，导致下游信号传导通路的激活，包括NF-κB、MAPK和PI 3 K/Akt。TRAFs直接与受体簇相互作用，不像许多其他细胞表面信号受体那样通过磷酸化介导。这些途径共同促进T细胞增殖、存活和细胞因子产生，从而增强免疫应答。0X 40还在TCR活化的情况下充当共刺激受体。当两种受体都参与时，OX 40信号传导增强Akt通路的激活，进一步放大生长和存活信号。

图1. 0X40：不依赖于TCR信号传导的0X40L信号传导途径。改编自Croft，M. 2010年（1).

OX40驱动T细胞亚群的功能多样性

OX 40在多种辅助性T细胞亚群上表达，特别是Th 2、Th 1、Th 17、Tfh以及调节性T细胞（Tfh）（2）。具体而言，OX 40-OX 40 L信号可以增强Th 1介导的免疫应答，促进Th 2应答的产生和维持，增强Tfh发育，影响Th 17细胞的IL-17产生，并拮抗Treg产生和Treg介导的抑制。在CD 8+细胞毒性T细胞中，已经发现0X 40接合对于致敏的CD 8+ T细胞的存活和扩增以及它们对抗原刺激的应答是至关重要的。

图2.跨T细胞亚群的0X40刺激的总结。改编自Fu，Y. et.al. 2020年（2).

免疫治疗的意义

OX40信号传导的失调与各种免疫相关疾病有关，包括自身免疫性疾病和癌症（2）。在癌症中，肿瘤细胞通常利用抑制途径来逃避免疫监视，特别是诱导T细胞耗竭的系统。靶向OX40的免疫抑制策略旨在逆转这种免疫抑制并增强抗肿瘤免疫，重振肿瘤区室中的T细胞。临床前研究已经证明了0X40激动剂通过促进效应T细胞活化和记忆形成来增强针对肿瘤的T细胞应答的功效。此外，增加0X40活性可用作疫苗接种中的治疗佐剂或用于增强针对病原体（如病毒、真菌或蠕虫）的免疫力。

几种0X40激动剂已经进入用于治疗各种癌症的临床试验。这些激动剂包括靶向0X40的单克隆抗体、可溶性0X40L融合蛋白和缀合至免疫调节剂或细胞毒性有效载荷的0X40激动剂抗体。早期临床试验显示出有希望的结果，一些患者获得了持久的反应。然而，诸如脱靶效应和在某些肿瘤类型中的有限疗效等挑战仍有待解决。

鉴于肿瘤免疫逃避机制的复杂性，正在探索涉及0X 40激动剂的组合疗法以增强其功效。与其他免疫调节剂（如靶向PD-1/PD-L1或CTLA-4的检查点抑制剂）的组合旨在克服肿瘤微环境中的多层免疫抑制。此外，已经观察到与常规癌症疗法（例如化学疗法和放射疗法）的协同效应，其可以增强肿瘤的免疫原性并使它们对免疫介导的破坏敏感。

另一方面，阻断OX40信号可能会改善自身免疫性疾病的结果，其中过度活跃的免疫细胞正在驱动病理。一些针对自身免疫的OX40或OX40L的临床试验正在进行中。OX40与多种自身免疫性疾病有关，包括系统性红斑狼疮（SLE）、类风湿性关节炎（RA）、炎性肠病（IBD）、自身免疫性实验性葡萄膜炎（AEU）、1型糖尿病和多发性硬化症（MS）。事实上，OX40表达在自身免疫位点上调，并与疾病严重程度相关。因此，用封闭抗体靶向OX40或OX40L可能是一种理想的治疗方法。

图3.在癌症和自身免疫中靶向OX40：OX40L的治疗策略。在癌症中，治疗将促进T细胞活化，而在自身免疫中，治疗将旨在抑制T细胞功能。

OX40工具：OX40L药物发现

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图4.抗0X 40抗体对0X 40：0X 40 L结合的抑制。用0X 40 L包被平板，然后在增加浓度的抗0X 40抗体存在下与0X 40孵育。使用Bio-Tek酶标仪测量发光。

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BPS Bioscience报告细胞系为筛选和分析潜在治疗剂提供了生物学相关背景。OX 40/NF-κB荧光素酶报告基因HEK 293细胞系（#60482）提供了相对于低背景对照的清晰信号，从而能够测定封闭抗体的IC50。使用我们的ONE-Step?荧光素酶检测系统，研究人员可以运行高通量检测，以确定通过管道推进的最佳候选物。

图5. OX 40/NF-κB荧光素酶报告基因HEK 293细胞系的作用机制图示。

图6.在存在OX 40 L的情况下，OX 40/NF-κB荧光素酶报告基因HEK 293细胞系对抗OX 40拮抗剂抗体的剂量反应曲线。将细胞与递增浓度的抗0X 40拮抗剂抗体和400 ng/ml 0X 40 L孵育6小时。使用ONE-Step?荧光素酶测定系统测量荧光素酶活性。结果显示为荧光素酶报告基因表达的诱导倍数与不存在OX 40 L时细胞活性的关系。

References

1. Croft, M. 2010. Annu Rev Immunol. 28:57-78. Pubmed

2. Fu, Y., et.al. 2020. Act Pharm Sin B. 10:414-433. Pubmed

3. Figures 1, 2, and 3 were created with BioRender.com.