UHRF1

T细胞和NK细胞杀伤肿瘤功能不相同，如果把NK细胞的功能添加到T细胞上，或者CART细胞上，能不能让T杀伤癌细胞能力增强呢？3月21日，《Science Immunology》一篇标题为：DNMT1 inhibition reprograms T cells to NK-like cells with potent antitumor activity 的文章，研究了DNMT1（DNA甲基转移酶1）在维持T细胞特性和抑制其向自然杀伤(NK)样细胞转变中的关键作用。通过抑制DNMT1，研究人员成功将T细胞（包括CAR-T细胞）重编程为具有增强抗肿瘤活性的NK样细胞，体外体内杀伤肿瘤能力显著增强。此前研究表明，转录因子BCL11B的失活可以将T细胞重编程为诱导型T到NK细胞（ITNKs），展现出抗肿瘤活性。然而，BCL11B是如何抑制自然杀伤（NK）细胞转录程序的分子机制尚不清楚。蛋白质组学分析发现，BCL11B在T细胞中与DNMT1和UHRF1形成复合物，共同维持DNA甲基化状态。这一表观遗传机制对抑制NK细胞相关基因的表达至关重要。敲除DNMT1或UHRF1会导致T细胞中NK细胞标志物NKp30和NKp46的显著上调，表明UHRF1-DNMT1轴在维持T细胞特性方面的重要作用。使用非核苷类DNMT1选择性抑制剂GSK3484862（GSK862）处理CD4和CD8 T细胞后，这些细胞表现出NK细胞特征，包括NKp30和NKp46的表达上调。类似地，FDA批准的泛DNMT抑制剂地西他滨（DAC）也能在原代人T细胞中诱导NK细胞标志物的表达。这些结果表明，通过化学手段干预DNMT1/UHRF1轴，可以有效模拟BCL11B缺失的效应，为T细胞重编程提供了一种高效且可控的策略。敲除DNMT1或UHRF1以及使用GSK862处理的T细胞在UMAP空间中形成独特的细胞簇，这些细胞表现出NK细胞标志物（如NKp30、NKp46）的上调和T细胞特异性转录因子TCF7的下调，同时还显著增加了杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIRs）家族成员（如KIR3DL1、KIR2DL2/L3/S2、KIR2DS1）和NKp44的表达。此外，DNMT1抑制上调了CD94和NKG2A，但未诱导NK细胞激活受体NKG2C或ADCC相关受体CD16的表达。部分NK细胞相关基因（如SIGLEC7、TYROBP、KIR家族成员）在DNMT1/UHRF1抑制组中显著上调，而在BCL11B缺失组中无明显变化，而另一些基因（如IL18R1、NCAM1、ZNF683）则更倾向于在BCL11B缺失时上调。这些数据表明，抑制维持性DNA甲基化和敲除BCL11B虽然都能诱导T细胞向NK样细胞转化，但两者调控的基因网络存在显著差异，展现了共享和独特的转录特征。抑制DNMT1生成的NK样细胞展现出比BCL11B缺失ITNKs更强的细胞毒性，可能归因于其分泌更高水平的干扰素-γ（IFN-γ）、颗粒酶A/B、颗粒溶素和穿孔素。抗体阻断实验进一步证实，NKp30和NKp46在NK样细胞对K562细胞的杀伤中起关键作用。这些NK样细胞能够通过NCRs和TCRs识别多种癌细胞系，例如有效裂解表达OKT3的NALM6细胞，而对野生型NALM6无显著作用。这表明，DNMT1抑制重编程的NK样细胞兼具天然免疫和适应性免疫的双重识别能力。NK样细胞在体内展现优异抗肿瘤活性，并可通过CAR工程化增强特异性 。在免疫缺陷NSI小鼠模型中评估了NK样细胞对HepG2和K562异种移植瘤的抗肿瘤效果。结果显示，与BCL11B缺失ITNKs相比，由DNMT1抑制或GSK862处理生成的NK样细胞在两种模型中均更显著地抑制肿瘤生长并延长小鼠生存期。肿瘤浸润的NK样细胞高表达活化标志物CD69，而PD1和LAG3的表达水平低于对照组。体外扩增和再刺激后，这些细胞分泌更高水平的颗粒酶B和颗粒溶素。为提高肿瘤识别特异性，研究将抗CD19或抗间皮素（MSLN）CAR转导入GSK862处理的NK样细胞中，结果表明这些CAR-NK样细胞在体内外均展现出优于传统CAR-T细胞的抗肿瘤活性。这些数据证明，DNMT1抑制重编程的NK样细胞不仅具备强效抗肿瘤能力，还可通过CAR工程化实现靶向治疗，进一步增强其临床应用潜力。DNMT1的非酶功能通过稳定BCL11B抑制T细胞向NK样细胞重编程 。研究发现，DNMT1与BCL11B相互作用，并通过其非酶功能维持BCL11B的蛋白稳定性，从而支持T细胞特性。DNMT1-BCL11B相互作用在抑制T细胞向NK样细胞重编程中的关键作用 。GSK862处理显著上调CD4和CD8 T细胞中NKp30和NKp46的表达，但外源性过表达BCL11B能够部分逆转这一效应。这表明，DNMT1通过与BCL11B的物理相互作用维持其稳定性，从而抑制T细胞向NK样细胞的转化。进一步发现，抑制DNMT1和EZH2可协同重编程T细胞，增强NK样细胞的生成和抗肿瘤活性。DNA甲基化和H3K27me3共同抑制NK细胞相关基因的表达，而联合使用DNMT1抑制剂（如GSK862）和EZH2抑制剂（如EPZ6438）可显著解除这种抑制，促进NK细胞特异性基因的表达和染色质开放性。这种协同作用通过激活NK细胞相关信号通路（如细胞毒性因子和免疫调控基因）实现，从而提升T细胞向NK样细胞的转化效率及其抗肿瘤功能。这些结果表明，DNA甲基化和H3K27me3是防止T细胞转变为NK样细胞的双重保障机制。最后，这项研究揭示了DNMT1在维持T细胞特性和抑制NK细胞程序中的关键分子机制，并提出了通过使用表观遗传抑制剂（特别是DNMT1抑制剂，以及与EZH2抑制剂联合使用）将T细胞转化为具有增强抗肿瘤活性的NK样细胞的新策略，为癌症免疫治疗提供了新的思路和潜在的细胞来源。参考资料：Yao Li et al. ,DNMT1 inhibition reprograms T cells to NK-like cells with potent antitumor activity.Sci. Immunol.10,eadm8251(2025).DOI:10.1126/sciimmunol.adm8251推文用于传递知识，如因版权等有疑问，请于本文刊发30日内联系医药速览。原创内容未经授权，禁止转载至其他平台。有问题可发邮件至yong_wang@pku.edu.cn获取更多信息。©2021 医药速览 保留所有权利往期链接“小小疫苗”养成记 | 医药公司管线盘点 人人学懂免疫学| 人人学懂免疫学（语音版）综述文章解读 | 文献略读 | 医学科普|医药前沿笔记PROTAC技术| 抗体药物| 抗体药物偶联-ADC核酸疫苗 | CAR技术| 化学生物学温馨提示医药速览公众号目前已经有近12个交流群（好学，有趣且奔波于医药圈人才聚集于此）。进群加作者微信（yiyaoxueshu666）或者扫描公众号二维码添加作者，备注“姓名/昵称-企业/高校-具体研究领域/专业”，此群仅为科研交流群，非诚勿扰。简单操作即可星标⭐️医药速览，第一时间收到我们的推送①点击标题下方“医药速览”  ②至右上角“...”  ③点击“设为星标

DOI: 10.1021/acs.jmedchem.5c00102侃侃而言  学以致用月初我分享了 J. Med. Chem. 报道的一种新范式的创新疗法—— 去泛素酶靶向嵌合体（DUBTACs），涉及到通过去泛素酶调控蛋白质稳定的一种治疗策略。去泛素酶在蛋白质的泛素化和去泛素化过程中发挥关键作用，通过调控蛋白质的稳定性、定位、和活性，参与多种细胞过程。泛素特异性蛋白酶 7 (USP7）就是一种去泛素酶，它参与基因转录、细胞周期控制、DNA 修复、免疫反应等细胞过程，因此，USP7 功能失调与癌症、病毒感染、神经退行性疾病等多种疾病有关，是一种非常有潜力的疾病治疗靶标。昨日（Apr. 16)，郑州大学常俊标、余斌团队在 J. Med. Chem. 上对 USP7 靶点研究和药物研发进展进行了历史性回顾和未来研究方向展望。尽管 USP7 作为药物治疗靶点非常具有潜力，但仍然面临着诸多挑战，目前还没有相应的抑制剂进入临床阶段。文中通过对 USP7 生物学功能、结构特点进行解析，同时汇总并分析现有的治疗手段研究进展（正构抑制剂、变构抑制剂、共价与非共价抑制剂、靶向降解剂），对未来实现临床突破提出了建设性的意见，值得学习！01USP7的全球研发在摩熵医药数据库中检索 USP7 这个靶点，如上图，全球有 6 项相关药物研发被记录，但目前尚未有药物进入临床阶段。Molecule 官网上显示，USP7 仍然是其重要的肿瘤免疫管线，目前在与Avicenna 合作开发，在临床前的关键阶段。Medivir AB 官网也能看到，USP7 处于临床前的开发状态。Almac Discovery Ltd 官网显示其 USP7 正处在临床前突破的关键时刻，该公司重点布局了去泛素酶（DUB）领域，并与默沙东在此领域有合作。在其代表作品中发现，其就 “USP7 变构抑制剂”、以及“基于结构导向的 USP7 嘧啶酮类抑制剂发现”等方面发表过文章，其研究方向可窥一斑。Mission Therapeutics 官方显示，这也是一家聚焦在去泛素酶领域的生物技术公司，其中 USP30 正处于 1/2期临床；而还有两个 DUB 靶点应该就是包括 USP7，布局在阿尔兹海默症治疗，与 Abbvie 合作，目前正处在 IND关键阶段，信息未具体揭露。其它的，如薛定谔官网并没有发现 USP7 相关管线记录，大概尚未揭露，进展不明；而 Flexus Biosciences 这家公司 2013 年成立，2015年 被 BMS 收购了 IDO1 抑制剂管线，随后关门大吉，并未提及 USP7，大概率无疾而终。从如下的时间线上也可以看出，这是一个被长久关注的药物靶标，技术的发展（如AlphaFold）使得对其的了解越来越清晰，并已经产生了多代不同类型的抑制剂的开发与发展。因此，USP7 被广泛关注，但仍无药物进入临床，相关研发相对具有挑战性。02生物学功能和结构特点 2.1   USP7生物学功能的多样性USP7 在多种细胞过程中扮演重要角色，具有几个关键的生物学功能。（1）p53 转录调控如下图，USP7 动态调节 p53 和 MDM2（一种 E3 泛素连接酶）的稳定性。在正常情况下，USP7 稳定 MDM2，导致 p53 降解；而在细胞应激（如 DNA 损伤）时，USP7 转而稳定 p53，激活凋亡途径。（2）癌症发展如下图，USP7 还可以通过调控 PTEN、FOXP3 和 Myc 等肿瘤抑制因子和原癌基因，促进肿瘤发生和进展。例如，USP7 可以使 PTEN 失活，从而促进 PI3K-AKT-mTOR 信号通路的异常激活。（3）DAN 损伤修复如下图，USP7 参与 DNA 损伤修复过程，通过调控 PCNA、RNF168 和 MDC1 等蛋白质的稳定性，影响 DNA 修复效率。（4）细胞周期如下图，USP7 通过稳定 Chfr 和 Claspin 等蛋白质，调控细胞周期进程。（5）表观遗传调控如下图，USP7 通过稳定 DNMT1 和 PHF8 等蛋白质，调控 DNA 甲基化和组蛋白去甲基化。（6）病毒感染如下图，USP7 可以稳定病毒蛋白（如 HSV-1 的 ICP0 和 EBV 的 EBNA1），帮助病毒逃避免疫系统并促进感染。此外，USP7 还通过与核因子（NF)-κB 相互作用来调节炎症相关过程，，如下图。 2.2   USP7 结构特点如下图，是USP7 的全长结构，包含有多个结构域。（1）N端类肿瘤坏死因子受体相关因子（TRAF）结构域：识别 p53、MDM2等底物的特定序列。（2）催化结构域（CD）：包含 Cys223、His464、Asp481等残基，负责水解泛素的 C 末端；通过 “酰化-去酰化” 机制切割泛素链，其结构可塑性高，为抑制剂结合提供多种可能。（3）类泛素结构域（UBL)：包含 5 个连续的 UBL 结构域，参与泛素结合和酶活性调控，如结合病毒蛋白获调控因子，如GMPS、UHRF1等。（4）C-末端尾部：通过与催化结构域相互作用，稳定 USP7 的活性构象。此外，USP7 的催化域具有结构可塑性，其活性受到底物、内部机制（如构象变化）和外部因子（如 GMPS 和 DNMT1）的多层调控，如下图。03药物靶标的潜力和挑战USP7的多功能性和在疾病进展中的关键作用，使其成为热门的药物研发靶点，其结构特点为其靶点配体的开发提供了多样性；但同时，目前基于 USP7 的抑制剂的研究也面临着巨大的挑战，真正突破临床的关键时刻。 3.1   当前的几个关键研究方向通过晶体结构研究发现，在 CD 结构域有两个不同的结合口袋：Site 1、Site 2。其中，Site 1 位于靠近泛素结合口袋附近的正构结合位点，Site 2 位于远离USP7活性中心的一个独特变构作为位点。两种类型的相互作用都有助于将泛素的 C 端定位到活性位点。Site 1 Type I 型非共价抑制剂代表如下图中结合模式的晶体结构，其中主要包含的关键核心化学型有：单环嘧啶酮类、单环噻吩并嘧啶酮类、单环吡唑并嘧啶酮类、单环苯并嘧啶酮类、单环二联芳环类。Site 1 Type II 型共价抑制剂代表如下图中结合模式的晶体结构，其中主要包含的关键核心化学型有：单环吡唑并嘧啶酮类、二杂芳基硫醚类。共价弹头靶向 Cys223。Site 2 Type I 型非共价抑制剂（变构抑制剂）代表如下图中结合模式的晶体结构，其中主要包含的关键核心化学型有：芳基噁二唑、芳基二联杂芳环。这些 site2 抑制剂，通过靶向远离催化半胱氨酸的区域并干扰泛素结合，提供了一种有希望的策略来调节 USP7 活性，同时潜在地减少与直接催化抑制相关的脱靶效应。除了以上基于催化结构域的正构、变构抑制剂的研究以外，也有通过诱导 USP7 的降解，实现更持久的抑制效果，比如PROTACs，如XU-U-14、U7D-1。 3.2   构效关系的关键发现对以上现有研究方向的基于结构的研究发现，作用于催化结构域的非共价与共价配体有一些显著的结构特征。比如：（1）与催化中心的相互作用：如，与 Asp295、Gln297、Phe409 等保守氨基酸的氢键或疏水作用是抑制剂结合的关键。例如，吡唑并嘧啶酮类化合物通过苯环与 Phe409 的 π-π 相互作用增强结合力。（2）核心化学型多样性：多种类型的杂环结构均能有效占据泛素的结合口袋。（3）共价弹头优化：P50429 的吡啶环比 P22077 的噻吩环更易引发亲核攻击，使前者活性提高 20 倍，显示亲电弹头化学结构对共价反应的关键影响。 3.3   USP7 抑制剂临床面临的挑战尽管 USP7 抑制剂在体外和动物模型中表现出良好的抗肿瘤活性，但目前尚未进入临床试验。主要挑战包括：（1）药代动力学问题：如吸收、分布、代谢和排泄（ADME）的优化。（2）潜在毒性：USP7 抑制剂可能引发基因毒性、蛋白质毒性和胃肠道毒性。（3）选择性问题：USP7 与其他去泛素化酶的结构高度保守，开发高选择性抑制剂具有挑战性。04总结与展望随着技术的发展，如结构生物学技术（X-射线单晶衍射、冷冻电镜、AlphaFold等），可以深入研究 USP7 的底物识别机制和催化循环中的构象变化。基于技术的发展，利用结构信息将更有利于现有抑制剂的优化，并促进开发新型的骨架结构，提高选择性和效力。通过对 USP7 结构的了解，可以看到其 N 端类 TRAF 结构域识别 p53、MDM2底物，C端 UBL 结构域，病毒因子或调控因子，这些相互作用是潜在的 PPI 抑制剂靶点，那么可以引入诸如肽（包括环肽）的新型的化学型，基于底物结合结构域开发新型抑制剂。甚至可以通过构建高通量肽库（如噬菌体展示、mRNA展示、DNA编码文库）进行高通量的筛选。此外，似乎也可以考虑联合用药联合治疗的策略探索更多免疫疗法的手段。总之，USP7 凭借其在癌症、病毒感染等疾病中的核心调控作用，以及独特的结构可塑性，是一个极具潜力的药物靶点。尽管目前尚无抑制剂进入临床，但通过聚焦变构调节、共价弹头优化、PROTAC 技术及结构生物学指导的精准设计，有望突破研发瓶颈。未来需结合多学科手段（如计算化学、基因编辑模型），解决选择性和毒性问题，推动 USP7 靶向药物从实验室走向临床，为多种难治性疾病提供新疗法。声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

撰文丨王聪 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 细胞毒性 T 淋巴细胞（CTL）和自然杀伤（NK）细胞是免疫系统的关键效应细胞，在消除肿瘤细胞中发挥核心作用。CTL 的激活主要是由 T 细胞受体（TCR）与肿瘤细胞上的主要组织相容性复合体（MHC）-肽复合物的相互作用驱动的。同样，NK 细胞的激活是由主要的 NK 激活受体（包括 B7-H6 和 NKG2D）驱动的。 然而，肿瘤发展了多种内在机制来逃避 CTL 和 NK 细胞的识别和杀伤，使肿瘤在CTL 和 NK 细胞存在的情况下持续生长。因此，开发克服这些免疫逃逸机制的策略对于癌症免疫治疗的成功至关重要。 细胞毒性 T 淋巴细胞（CTL）与肿瘤细胞之间免疫突触（immune synapses，IS）的形成对有效清除肿瘤至关重要。然而，免疫突触在免疫逃避和对免疫检查点阻断（ICB）疗法的抵抗中的作用尚不清楚。 2025 年 2 月 24 日，清华大学基础医学院潘登和北京大学定量生物学中心、北大-清华生命科学联合中心曾泽贤等人在 Cell 子刊 Cell Reports Medicine 上发表了题为：Potentiating anti-tumor immunity by re-engaging immune synapse molecules 的研究论文。 该研究揭示了免疫突触介导的免疫逃逸机制及其关键分子 ICAM-1 的调控方式，通过重新激活免疫突触相关信号，LFA-1 接合器有望为肿瘤免疫治疗开辟新道路。 ICAM-1 是激活 T 细胞和 NK 细胞的 LFA-1 信号通路的关键免疫突触分子，在癌症中经常低水平表达。ICAM-1 的缺失导致 T 细胞和 NK 细胞介导的抗肿瘤免疫显著耐药。 利用 CRISPR 筛选，研究团队发现，ICAM-1 受涉及 UHRF1 和 DNMT1 的 DNA 甲基化通路的表观遗传调控。 在上述发现的基础上，研究团队设计了一种基于抗体的治疗药物——LFA-1接合器（LFA-1 engager），通过重组 LFA-1 信号通路来增强 T 细胞介导的抗肿瘤免疫。在 ICAM-1 缺陷肿瘤的小鼠模型中，LFA-1接合器治疗显著增强了免疫介导的细胞毒性作用，增强了抗肿瘤免疫，并与免疫检查点阻断（ICB）疗法发挥协同作用。 该研究的亮点： ICAM-1 缺失导致肿瘤对 T 细胞和 NK 细胞介导的杀伤产生耐药性； UHRF1/DNMT1 介导的 DNA 甲基化可抑制肿瘤细胞表达 ICAM-1； LFA-1 接合器恢复 ICAM-1 信号通路并增强 T 细胞的毒性作用； LFA-1 接合器增强抗肿瘤免疫并与 ICB 疗法发挥协同作用。 总的来说，这项研究不仅揭示了免疫突触介导的免疫逃逸机制及其关键分子 ICAM-1 的调控方式，还为基于 ICAM-1 的肿瘤免疫治疗提供了新思路和重要实验依据。通过重新激活免疫突触相关信号，LFA-1 接合器有望为肿瘤免疫治疗开辟新道路。 清华大学基础医学院博士生周心迪为论文第一作者。清华大学基础医学院潘登和北京大学定量生物学中心、北大-清华生命科学联合中心曾泽贤为论文共同通讯作者。 论文链接：https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(25)00048-5 设置星标，不错过精彩推文 开放转载 欢迎转发到朋友圈和微信群  微信加群  为促进前沿研究的传播和交流，我们组建了多个专业交流群，长按下方二维码，即可添加小编微信进群，由于申请人数较多，添加微信时请备注：学校/专业/姓名，如果是PI/教授，还请注明。 点在看，传递你的品味