Tryptophan

-01-引言1976年，美国科学家Poland与Glover在研究剧毒污染物二噁英（TCDD）时，意外发现了一种能与毒素特异性结合的蛋白——芳香烃受体（AHR）。自此近50年间，AHR因介导环境毒素的致癌、致畸作用而被视为"危险分子"，药物研发领域对其避之不及。 然而，近年研究揭示了AHR的另一面：它不仅参与免疫调控，更是连接肠道菌群代谢、膳食营养与疾病机制的核心枢纽。2016年，首个AHR激活剂Tapinarof获批治疗银屑病，标志着这一靶点从"毒理噩梦"正式逆袭为"免疫治疗新星"。-02-一、AHR的结构AHR是含bHLH-PAS结构域的配体依赖性转录因子。AHR在氨基末端包含一个bHLH结构域，这对DNA结合至关重要，其次是两个PAS结构域，PAS-a和PAS-B，以及羧基末端的一个转录激活结构域（TAD）。bHLH结构域介导AHR与特定DNA基序的结合，以控制靶基因的转录活性；它还促进了与ARNT的二聚化。PAS-A参与AHR-ARNT异二聚体的稳定。PAS-B含有一个配体结合口袋，激动剂通过诱导构象变化来结合和激活AHR，从而暴露核定位信号，促进AHR易位到核中。一旦与DNA结合，AHR的C末端TAD就会与转录调节因子和辅激活因子相互作用，激活靶基因的表达。PAS-A和PAS-B结构域之间的铰链区是灵活的，在配体诱导的构象变化中起着至关重要的作用。-03- 二、AHR的配体和信号通路AHR激动剂包括多种外源性和内源性分子。外源配体主要由二恶英等环境污染物组成，二恶英通常是工业过程和燃烧的产物。内源性配体包括几种代谢副产物和天然化合物，如色氨酸衍生物和微生物代谢物。在激动剂结合后，AHR信号机制可分为经典和非经典信号途径。重要的是，AHR信号模式的多样性使细胞能够对各种刺激做出反应，从而促进对细胞环境的适应。典型的AHR信号通路是由激动剂与细胞质中的AHR-伴侣复合物结合启动的。这种相互作用诱导AHR的构象变化，导致AIP从AHR复合物中解离，并暴露出N端核定位信号。AHR激动剂复合物随后与转运蛋白和输入蛋白-β相互作用，后者介导其核输入。一旦进入细胞核，AHR激动剂复合物就会与ARNT异二聚体化。这种异二聚是AHR转录活性的关键步骤，涉及AHR和ARNT的构象变化。AHR–ARNT复合物与特定的DNA序列结合，这些DNA序列包含一个共有的5′-TNGCGG-3′序列，其中AHR与5′-TGCG相互作用，ARNT与序列的GTG-3′半位点相互作用。在多种AHR靶基因中，有异生物质代谢酶，细胞因子IL-10和IL-21以及参与细胞代谢的酶。非典型AHR信号转导涉及核和/或细胞质途径。在核机制中，AHR激动剂复合物与其他转录因子相互作用并调节其活性。例如，AHR通过直接相互作用和间接机制控制核因子-κB（NF-κB）的活性。此外，AHR促进Krüppel样因子4（KLF4）和KLF6驱动的转录程序的表达，而抑制信号转导子和转录激活子（STAT）信号。-04-三、AHR信号的免疫调控作用AHR通过多层次的调控网络（代谢、转录、表观）平衡免疫激活与抑制，其在维持屏障稳态、调控适应性/固有免疫细胞分化及应答中具有重要作用。AHR在免疫系统中的免疫调节作用机制可归纳为以下方面：一、免疫稳态的维持AHR通过调控树突状细胞（DCs）功能，维持肠道上皮细胞的完整性。AHR激活的DCs通过诱导IL-10和IL-22的表达，促进调节性T细胞（Treg）分化，抑制促炎性T细胞（TH17），从而减轻结肠炎等炎症反应。此外，肠道共生菌代谢色氨酸（Trp）生成AHR配体（如吲哚类化合物），AHR激活后增强肠道抗菌肽表达，维持微生物群稳态。二、免疫细胞分化的调控树突状细胞（DCs）：AHR激活的DCs下调MHC II类分子和共刺激分子（CD80/CD86），减少促炎因子（IL-6、IL-12、TNF），并诱导吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO1/IDO2）生成色氨酸代谢产物，促进Treg分化。 AHR激动剂（如TCDD）诱导DCs分泌TGF-β和IL-27，增强Tr1细胞生成，Tr1细胞是不表达转录因子Foxp3但产生高水平IL-10的调节性T细胞，从而抑制TH17细胞介导的自身免疫反应。T淋巴细胞：AHR信号通过配体特异性（如TCDD与FICZ）调控T细胞分化。例如： TGF-β联合TCDD诱导Foxp3+ Treg分化，抑制自身免疫；FICZ激活AHR驱动TH17分化，加重实验性自身脑脊髓炎（EAE）等疾病。此外，AHR通过色氨酸代谢生成犬尿氨酸（Kyn），抑制STAT1磷酸化，促进SMAD1介导的免疫抑制。先天性淋巴细胞（ILCs）：AHR对肠道ILC3的存活与功能至关重要，通过诱导IL-7R、Bcl-2和Notch表达，促进IL-22分泌，抵抗病原体（如Citrobacter rodentium）。AHR协同RORγt调控ILC3在感染中的抗菌反应。-05-四、靶向AHR的药物开发自身免疫疾病Tapinarof是一种天然鉴定的具有AHR激动剂活性的二苯乙烯化合物，由Dermavant Sciences开发，并于2022年获得FDA批准，用于治疗成人斑块状银屑病。临床前研究证实，tapinarof是一种直接与AHR-ARNT异二聚体结合的AHR激动剂。它诱导角质形成细胞中CYP1A1和皮肤屏障成分角蛋白、聚丝蛋白、外皮蛋白的表达，以及表皮屏障的神经酰胺脂质成分的表达，并抑制T细胞中促炎细胞因子的表达，包括IL-17A和IL-17F。在治疗成人斑块状银屑病的III期试验中，与赋形剂对照组相比，tapinarof局部用药显示出临床意义和统计学上的显著优势。此外，还观察到持续使用的持久效果和缓解效果。在一项长期扩展研究（PSOARING 3）中，41%接受tapinarof治疗的患者实现了疾病的完全清除，并且在停药后能够维持疾病控制，中位时间为4个月。tapinarof抑制了记忆T细胞在体外的产生、活性和持久性，这些效应可能有助于临床研究中观察到的缓解。DMVT-506是一种与tapinarof具有相似药理学特征的AHR激动剂，Dermavant Sciences正在开发用于其他炎症性疾病的药物。除了局部制剂外，DMVT-506还被开发为IBD的口服缓释剂型，以及哮喘和慢性阻塞性肺病等呼吸系统疾病的干粉吸入剂。Azora Therapeutics正在开发天然AHR激动剂靛玉红的局部和口服制剂，用于治疗过敏性皮炎，Galileo Biosystems正在开发治疗性AHR调节剂，用于治疗炎症和自身免疫性疾病。礼来公司最近为AHR激动剂颁发了两项专利，表明其对炎症领域的积极兴趣。癌症此外，AHR拮抗剂正在癌症患者中进行临床评估。BAY2416964是一种旨在抑制AHR的小分子，其目的是增强对癌症的免疫反应。一项I期临床试验正在确定BAY 2416964在晚期癌症患者中的最高耐受剂量（NCT04069026）。此外，BAY2416964与抗PD-1免疫检查点抑制剂pembrolizumab联合用药治疗晚期实体癌患者，如头颈部癌症、肺癌和癌症（NCT04999202）。同样，另一种名为IK-175（Ikena Oncology）的AHR拮抗剂正在早期试验中作为单一药物和与抗PD-1抗体nivolumab联合使用，用于晚期或转移性实体瘤患者，包括尿路上皮癌（NCT04200963）。其它除了以上的临床试验外，还有20项其他临床试验已经完成或正在进行中，以研究使用内源性和膳食配体以及合成小分子调节AHR的临床效果。在内源性配体中，补充l-色氨酸（一种代谢为AHR激动剂的氨基酸）正在评估对无麸质饮食无反应的活检确诊乳糜泻患者的疗效（NCT05576038）。另一项研究评估了内源性AHR激动剂（如Kyn）在识别与阻塞性睡眠呼吸暂停相关的高血压患者方面的鉴别潜力（NCT04646902）。菊粉是一种来自植物的膳食纤维，通过直接与AHR相互作用或增强AHR与XREs的结合来诱导CYP1A的表达。菊粉对慢性肾病患者肠道微生物组、肠道屏障功能、细菌代谢产物和免疫细胞的影响正在研究中（NCT05071131）。临床前和早期临床研究结果都支持这些化合物的治疗潜力，但在对其临床疗效得出明确结论之前，还需要进一步的临床研究。-06-结语AHR的逆袭史，验证了基础研究颠覆性突破的威力——通过解码生物学本质，曾经的"危险分子"也能蜕变为治疗利器。随着首个AHR药物落地，我们正站在免疫代谢治疗的新起点。未来，期待更多跨界创新将AHR的调控潜力转化为普惠疗法，为自身免疫病、肿瘤、感染性疾病患者带来新曙光。参考资料：1.The aryl hydrocarbon receptor: a rehabilitated target for therapeutic immune modulation. Nat Rev Drug Discov.2025 Apr 17.公众号内回复“ADC”或扫描下方图片中的二维码免费下载《抗体偶联药物：从基础到临床》的PDF格式电子书！公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。

*仅供医学专业人士阅读参考三级淋巴结构（TLS）是肿瘤微环境中形成的异位淋巴组织，其成熟程度与免疫治疗响应和患者预后密切相关。关于成熟TLS，我们已经掌握了许多情报。既往研究表明，成熟TLS具有生发中心，为B细胞增殖、分化以及抗体生成提供了场所，并且参与增强抗原呈递、细胞因子信号传递等过程，积极调节抗肿瘤免疫反应。但是，未成熟的TLS仍是一片未知的海域——驱动TLS成熟的关键因素尚不明确，如何界定TLS的成熟状态也具有挑战性。为了解决这些问题，中山大学匡铭、彭穗、唐忠辉与深圳华大生命科学研究院的刘石平合作，采用多组学技术，全面分析了肝细胞癌（HCC）中TLS的发育轨迹和所处微环境，首次将传统定义的“不成熟TLS”进一步划分为功能不同的“趋向成熟型”和“偏离成熟型”，明确其在免疫应答和预后中的不同作用。研究表明，肿瘤细胞的色氨酸代谢活跃是TLS发育偏离的关键因素，靶向色氨酸代谢的治疗可重塑肿瘤微环境，促进TLS成熟，增强抗肿瘤免疫反应，并与抗PD-1抗体治疗协同作用。论文于近日发表在《癌细胞》期刊。论文首页截图为了全面解析TLS的组成和功能状态，研究者首先采用Stereo-seq空间转录组技术，对22例未经治疗的HCC患者和7例接受新辅助免疫治疗的HCC患者的肿瘤组织进行高精度测序。通过整合H&E染色和单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，他们成功在肿瘤组织中识别出838个TLS结构，并根据B细胞的发育轨迹将其分为成熟TLS、趋向成熟型TLS（conforming TLS）和偏离成熟型TLS（deviating TLS）。成熟TLS的特征是富含生发中心B细胞（GC-B），并表达关键调控分子如CXCL13、AICDA，这些分子对B细胞活化和抗体产生至关重要。趋向成熟型TLS在基因表达、细胞互作和免疫应答方面更接近成熟TLS；而偏离成熟型TLS则是“路走歪”了，虽然同样含有初始B细胞和GC-B细胞，但其转录谱显示，它们无法正常分化为功能性B细胞。为了探究偏离成熟型TLS“走歪路”的原因，研究团队对B细胞的发育轨迹进行了深入分析。通过比较成熟TLS和偏离成熟型TLS中的初始B细胞和GC-B细胞，他们发现偏离成熟型TLS的B细胞色氨酸代谢异常活跃，高表达色氨酸代谢的关键酶TDO2、IDO1，而成熟TLS的B细胞则主要富集B细胞受体信号和生发中心形成相关通路。对TLS进行识别和表征进一步的空间分析显示，肿瘤细胞是色氨酸代谢异常的主要来源。在偏离成熟型TLS周围，肿瘤细胞显著高表达TDO2，并导致其微环境中色氨酸代谢产物犬尿氨酸积累。这种代谢重编程不仅抑制B细胞的正常分化，还可能通过激活芳烃受体（AhR）等免疫抑制通路，削弱TLS的抗肿瘤功能。以上结果说明，肿瘤细胞在偏离成熟型TLS附近的代谢活性较强，可能是导致TLS发育受阻的关键因素。于是，研究团队在HCC小鼠模型中进行实验，以验证色氨酸代谢对TLS成熟的调控作用。结果显示，高色氨酸饮食会抑制荷瘤小鼠TLS的成熟，促进肿瘤进展；而低色氨酸饮食或TDO2抑制剂（LM10）处理则显著增加成熟TLS的比例，小鼠肿瘤体积更小、生存期更长。机制上来看，色氨酸限制减少了犬尿氨酸的积累，从而解除其对B细胞分化的抑制，并促进生发中心形成和抗体产生。此外，低色氨酸饮食或TDO2抑制剂治疗能够增强免疫检查点抑制剂疗法的疗效，可以观察到更强的肿瘤控制效果，表明靶向色氨酸代谢是一种可行的联合治疗策略，为免疫治疗加一把力。靶向色氨酸代谢可以促进TLS成熟和肿瘤免疫为了评估TLS分类的临床意义，研究团队还开发了一个基于关键基因的TLS风险评分模型，用于区分趋向成熟型TLS和偏离成熟型TLS。在HCC患者队列中，高风险评分（反映偏离成熟型TLS特征）与较差的预后显著相关，而低风险评分（反映趋向成熟型TLS特征）的患者则表现出更长的无复发生存期。另外，在接受抗PD-1抗体治疗的患者中，趋向偏离成熟型TLS特征与治疗响应呈正相关，而偏离成熟型TLS特征则与治疗抵抗相关。这一发现提示，TLS的成熟状态可能成为预测免疫治疗疗效的生物标志物。免疫识别符合型/偏离型TLS可以预测免疫治疗疗效该研究不仅为理解TLS异质性提供了新视角，更是揭示了靶向色氨酸代谢联合免疫治疗的新策略。目前正在进行的靶向IDO1/TDO2的临床试验（HTI-1090，编号NCT03208959），将为调节色氨酸代谢在TLS形成和肿瘤控制方面的临床效果提供重要依据。参考文献：[1]Tang Z, Bai Y, Fang Q, et al. Spatial transcriptomics reveals tryptophan metabolism restricting maturation of intratumoral tertiary lymphoid structures. Cancer Cell. Published online April 1, 2025. doi:10.1016/j.ccell.2025.03.011本文作者丨张艾迪