LRP1

Tau蛋白假说是学术界提出的AD发病机制的另一大主流假说，Tau蛋白聚集导致的神经元纤维缠结被认为是AD另一大主要病理特征。然而一直以来，围绕Tau蛋白的AD药物开发更多是在重复β-淀粉样蛋白假说的失败历程，已经有多家企业（罗氏、渤健、礼来等）接连放弃了靶向Tau蛋白候选药物的开发。围绕Tau蛋白假说的AD新药开发仍然是迷雾重重。Tau蛋白聚集体或具有传染性Tau蛋白是一种微管相关蛋白，广泛存在于神经元（神经细胞）中，起到稳定微管蛋白的作用。而在AD患者脑中，Tau蛋白异常磷酸化，转变为不可溶状态且高度聚集。Tau蛋白的异常磷酸化不但会使其自身微管结构改变，丧失其正常功能，而且会导致突触蛋白失去功能、引起神经纤维缠结(NFTs)，最终导致神经元的死亡。此外，研究发现，Tau蛋白聚集体（tau PFF）似乎还具有类似于朊病毒的“传染性”，在神经元之间可以扩散，使正常的神经元被传染而变性，最终导致认知障碍。然而，介导tau PFF在神经元中传播的机制仍不清楚。目前已知几种Tau蛋白单体的细胞表面受体，如硫酸乙酰肝素蛋白多糖（HSPGs）和低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)，但这些受体对tau PFF或者其他形式的Tau蛋白并不具备特异性。近日，发表在Advanced Science上一篇名为Lymphocyte-Activation Gene 3 Facilitates Pathological Tau Neuron-to-Neuron Transmission的研究发现，神经元中的Lag-3可以特异性结合Tau PFF，并介导其在神经元中的内吞和传递。敲除神经元中的LAG3或使用LAG3抗体阻断能显著降低Tau PFF在神经元之间的传递，以及其诱导的病理性Tau蛋白产生。Lag-3特异性结合Tau PFF细胞表面结合测定结果显示，Lag-3可与被生物素标记的Tau PFF结合，而非Tau单体（KD值为158nm），并且Lag3对Tau低聚体的结合也相对较弱，KD值1300nm。进一步研发现，Lag-3胞外域的D1结构域对于Lag-3与Tau PFF的结合至关重要。生物素标记的Tau PFF会优先与D1结构域结合，而D1的缺失可以消除Lag3与Tau PFF的结合。不过，D2、D3、D4或胞内结构域的缺失也会在一定程度上削弱这种结合。此外，来自不同Tau蛋白病的Tau PFF与Lag3之间的亲和力也有不同。来自进行性核上性麻痹症（PSP）的Tau PFF与Lag3的KD值为227nm，而来自匹克症（PiD）的KD值为271nm。Lag-3促进Tau PFF的内吞体外内吞实验结果显示，LAG-3能特异性介导Tau PFF的内吞，被生物素标记的Tau PFF能特异性地被原代培养的皮层神经元内吞，而敲除Lag-3可显著抑制其内吞。活细胞成像实验中，被染色的Tau PFF在小鼠皮质神经元中发出红色荧光，而缺乏Lag-3的神经元红色荧光较少，而过表达Lag3的神经元红色荧光增强。Lag-3介导Tau PFF的传递体内外实验皆显示，Lag-3为Tau PFF在神经元间传递所必需的，Lag-3敲除或Lag-3抗体阻断能显著抑制Tau PFF在神经元之间的传递。体外微灌流系统实验显示，在缺乏Lag-3的神经元装置中，不可溶性Tau蛋白含量减少了，而在过表达Lag-3的神经元装置中，不可溶性Tau蛋白含量明显增加了。进一步体内实验显示，Lag-3抗体可以显著阻断神经元Lag3与Tau PFF的结合，并减少Tau PFF在神经元之间的传递。与对照组相比，Lag-3抗体（410C9）显著阻断了Tau PFF与过表达Lag-3神经元的结合，在其他Lag3抗体C9B7W和17B4上也得出了类似结果。此外，410C9降低了Tau PFF诱导的磷酸化Tau蛋白表达水平（p-Tau)）。体内实验中，向神经元Lag-3敲除小鼠背侧海马区定向注射Tau PFF 9个月后，在腹侧海马、内嗅皮层、杏仁核中均观察到p-Tau表达水平的显著下降。总结LAG-3近年来肿瘤免疫治疗方面备受关注的一个靶点，作为PD-1搭档的临床潜力已在多项临床被证实。而除了肿瘤之外，LAG3（在小胶质细胞和神经细胞中表达）亦有可能是神经退行性疾病的一个治疗靶点。在该团队2021发布的一篇研究中，神经元LAG3在帕金森病（PD）的发病机制也扮演重要角色，LAG3可特异性的结合α-突触核蛋白聚集体（一种PD的病理特征），并介导其在神经元中的内吞和传递。参考出处：1.C. Chen, R. Kumbhar, H. Wang, X. Yang, K. Gadhave, C. Rastegar, Y. Kimura, A. Behensky, S. Kotha, G. Kuo, S. Katakam, D. Jeong, L. Wang, A. Wang, R. Chen, S. Zhang, L. Jin, C. J. Workman, D. A. A. Vignali, O. Pletinkova, H. Jia, W. Peng, D. W. Nauen, P. C. Wong, J. Redding-Ochoa, J. C. Troncoso, M. Ying, V. L. Dawson, T. M. Dawson, X. Mao, Lymphocyte-Activation Gene 3 Facilitates Pathological Tau Neuron-to-Neuron Transmission. Adv. Sci. 2024, 2303775. https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1002/advs.2023037752.Zhang S, Liu YQ, Jia C, Lim YJ, Feng G, Xu E, Long H, Kimura Y, Tao Y, Zhao C, Wang C, Liu Z, Hu JJ, Ma MR, Liu Z, Jiang L, Li D, Wang R, Dawson VL, Dawson TM, Li YM, Mao X, Liu C. Mechanistic basis for receptor-mediated pathological α-synuclein fibril cell-to-cell transmission in Parkinson's disease. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Jun 29;118(26):e2011196118. doi: 10.1073/pnas.2011196118. LAG3会是帕金森病新药开发潜在突破吗？杂志文摘 | 阿尔茨海默病的发病机制和药物研发进展

引言微血管并发症是2型糖尿病进展的主要结果，其潜在机制尚不清楚。2024年2月29日，中国医科大学赵伟东团队在Circulation Research （IF 20）在线发表题为“Monocytes Release Pro-Cathepsin D to Drive Blood-to-Brain Transcytosis in Diabetes”的研究论文，该研究揭示了单核细胞释放前组织蛋白酶D驱动糖尿病的血脑转胞作用。2型糖尿病患者单核细胞表达高水平的CTSD。单核细胞表达人CTSD的转基因小鼠表现出类似糖尿病微血管表型的脑微血管通透性增加，并伴有认知缺陷。在机制上，单核细胞释放非酶促前CTSD上调脑内皮中小窝蛋白的表达，触发小窝介导的胞吞作用，而不影响脑微血管的细胞旁通路。循环的CTSD前体通过与低密度LRP1(脂蛋白受体相关蛋白1)的结合，激活了脑内皮细胞中小泡介导的胞吞作用。重要的是，单核细胞中CTSD的基因消融对糖尿病增强的脑微血管胞吞作用和糖尿病诱导的认知障碍具有保护作用。这些发现揭示了来自单核细胞的循环前CTSD在糖尿病脑微血管病变发病机制中的新作用。循环原CTSD是糖尿病微血管并发症干预的潜在靶点。2型糖尿病(T2DM)是全球范围内日益严重的健康问题，其特征是血糖水平不适当升高。T2DM患者存在长期并发症，包括肾病、视网膜病变、神经病变、心血管疾病等，这些并发症多与特定器官血管内皮功能障碍有关。阐明T2DM血管功能障碍的机制对于制定相关血管并发症的治疗策略至关重要。关于脑内血管的改变，几十年的研究证实颅内动脉粥样硬化斑块和狭窄的发生与T2DM有关。利用先进的影像学技术，对T2DM脑血管病变的识别扩展到小血管(包括小动脉、微动脉、小静脉、毛细血管)表现为腔隙性梗死、白质病变和脑微出血等，由于这些变化代表了早期的血管改变，因此引起了相当大的兴趣。2型糖尿病的小血管病变与认知能力下降有关，认知能力下降越来越被认为是糖尿病的重要合并症。关于脑小血管病变的发病机制，有报道认为是血脑屏障功能障碍、白细胞介素、C反应蛋白等循环炎性因子升高所致；然而，T2DM患者脑内小血管病变的确切机制尚不清楚。糖尿病患者单核细胞CTSD(组织蛋白酶D)表达升高（Credit: Circulation Research）单核细胞是血液中普遍存在的大型单核白细胞。糖尿病小鼠模型中循环血液单核细胞增加，这被认为与血管粥样硬化的发病机制有关。单核细胞可以穿过血管内皮，分化为血管壁下的局部巨噬细胞，形成泡沫细胞，这是糖尿病动脉粥样硬化的核心病理生理过程。除了穿过内皮细胞外，循环单核细胞还通过调节内皮细胞的信号传导，与内皮细胞的管腔面相互作用，调节细胞增殖和血管发芽血管生成等。单核细胞-内皮相互作用是否以及如何参与糖尿病血管并发症尚不清楚。该研究证明了pro-CTSD与LRP1的细胞外簇2结构域结合，激活NF-kB信号并促进Cav1的表达。该研究证实了pro-CTSD是内皮LRP1的一种新型配体，可以通过脑内皮激活Cav1依赖的胞吞作用。原文链接https://www-ahajournals-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/abs/10.1161/CIRCRESAHA.123.323622责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文Nature | 癌症与神经系统的致命舞蹈

截至目前，Angiochem公司共完成5轮融资，金额合计2130万美元。最近的投资者是魁北克政府和加拿大商业发展银行，BDC风险投资公司、VIMAC里程碑医疗基金和MMV 资本合作伙伴分别参与此前三轮融资。Angiochem成立于2003年，总部位于蒙特利尔，是一家处于临床阶段的生物技术公司，致力于开发可以穿透血脑屏障（the blood-brain barrier，以下简称“BBB”)的新型多肽偶联药物（PDC）和抗体偶联药物（ADC）。其中就包括与盛诺基公司合作研发的SNG1005（又称ANG1005），目前正开展临床Ⅲ期试验，有望成为我国首个能将紫杉醇特异性递送至脑部的PDC。   超25年生物制药经验，拉瓦尔大学博士加盟Angiochem的执行主席John Huss拥有超25年的制药经验，曾在默克公司（Merck & Co.）、罗氏公司（Roche）和赛诺菲公司（Sanofi）的制药部门工作20 年，任 Theratechnologies 的首席执行官、总裁和董事。目前，是H&P Labs的创始人、总裁兼首席执行官以及BioQuebec 的副总裁、执行委员会成员和董事。董事会成员之一的Martin Godbout博士，拥有拉瓦尔大学生物化学学士学位和生理学与分子内分泌学博士学位，在生物制药的医疗领域获得诸多成果与荣誉。Martin Godbout的荣誉（重要成果）统计表（数据来源：Angiochem官网）   与LRP-1受体结合，跨越血脑屏障BBB具有高度选择性，只允许某些代谢必需分子（如葡萄糖、胰岛素和生长激素）及脂溶性小分子进入大脑，是开发治疗大脑和中枢神经系统疾病的有效药物的限制因素。向大脑输送治疗药物可采用药理学或生理学方法。传统的药理学方法，是对已知的活性分子进行改造，使其符合穿透BBB所需的标准（大小、电荷、脂溶性）。但可能会使药物活性降低，甚至产生不必要的毒性。而生理学方法能利用大脑自身的主动运输系统，以与生长激素或胰岛素等其他分子进入大脑相同的方式通过BBB进入大脑，不会降低药物活性，能够确保治疗效果。脂蛋白受体相关蛋白（以下简称为“LRP-1”）是参与胰岛素和生长激素等必需物质进入大脑的重要受体。它是BBB上最大、表达最多和用途最广的受体之一，可与多种药物结合，使大小药物分子（大于 40 种天然配体）进入大脑。且由于LRP-1受体的快速转运和循环时间（约30秒）很难达到饱和，这就确保了受体不会被永久束缚，可以继续发挥其天然功能。跨越BBB：受体介导的转囊机制图（图源：Angiochem官网）Angiochem 开发出一个由超100种多肽结构组成的专有库，这些多肽结构的氨基酸含量从8个到34个不等。创新药物就基于此专有的氨基酸序列（称为Angiopeps），与LRP-1受体结合，穿透BBB到达患处，既能渗透BBB又能保持自身的活性和疗效。PDC在多领域具治疗潜力据《2023世界卫生统计报告》数据显示，2019年非传染性疾病造成的死亡占全球死亡人数的的74%，仅心血管疾病就造成1790万人死亡。癌症、糖尿病和自身免疫性疾病等慢性疾病，难以靶向特定细胞或组织，因而难以使用传统药物治疗，PDC提供了一种更有针对性的治疗方法。Steven L. Gonias加州大学圣地亚哥分校的医学博士Steven L. Gonias认为，"LRP-1所具特性使该受体成为药物开发的绝佳靶点。利用LRP-1 作为药物通过血脑屏障进入大脑，为脑部疾病、癌症、糖尿病和疼痛等疾病的治疗带来了新希望"。 Steven L. Gonias（图源：Angiochem官网）通过利用LRP-1的特性进行药物开发，目前Angiochem拥有4条在研药物管线，其中最快的一条已经推至临床Ⅲ期。产品管线图（图源：Angiochem官网）以下将介绍几个核心管线：· ANG1005ANG1005是一种创新靶向肿瘤的紫杉烷衍生物，即Angiopep-2紫杉醇偶联物，是首个利用Angiochem技术平台穿越BBB进入癌细胞的药物。通过将识别LRP-1受体的多肽与紫杉醇连接，促进药物进入大脑和肿瘤细胞。化学结构图（图源：Angiochem官网）ANG1005已在200多名原发性或继发性脑肿瘤患者中进行研究。为了确定最大耐受剂量（MTD）并获得安全性、耐受性数据和初步疗效证据，ANG1005已开展了两项Ⅰ期临床试验（NCT00539344 和 NCT00539383），研究对象分别为恶性胶质瘤患者和脑转移的晚期实体瘤患者。此外，还在乳腺癌脑转移患者中开展了一项Ⅱ期临床试验（NCT01480583）。为了进一步证实它在复发性高级别胶质瘤患者（NCT01967810）和复发性脑转移乳腺癌患者（NCT02048059）中的临床抗癌活性，又进行了两项Ⅱ期试验。2018年，Angiochem宣布，已通过FDA就ANG1005Ⅲ期临床试验的设计和统计分析计划的特别协议评估（SPA）。· ANG4043据Angiochem官网数据，2010年，全球单克隆抗体市场规模达480亿美元，排名前10的单克隆抗体（以下简称为“mAbs”） 疗法占据了大部分销售额，其中包括罗氏制药的Avastin®、Rituxan®和Herceptin®以及AbbVie的Humira®等产品。mAbs可与靶细胞或蛋白质特异性结合，在治疗多种神经系统疾病方面具有一定优势。但BBB限制了mAbs在大脑中达到治疗所需的浓度，影响其治疗潜力。有试验证明，通过受体介导的转囊作用方法，能够使mAbs 在脑实质中达到需要的浓度。Angiochem利用Angiopep-2（一种对低密度脂蛋白受体相关蛋白-1具有高亲和力的活性靶肽），能通过受体介导的转囊作用穿过血脑屏障，保持与目标受体的亲和力和维持体内功能正常运行。作为概念验证，Angiochem开发出一种能以治疗浓度进入大脑的抗HER2（人表皮生长因子受体-2）脑穿透肽抗体偶联物，即ANG4043。20%-30%的原发性浸润性乳腺癌有HER2基因的过度表达。HER2基因的过表达不仅与肿瘤的发生发展相关，还是一个重要的临床治疗监测及预后指标。Herceptin®（曲妥珠单抗）是一种针对HER2受体的mAb，它大大改善了HER2阳性患者的生存状况。然而，由于曲妥珠单抗穿透血脑屏障（BBB）的能力有限，中枢神经系统（CNS）可能成为HER2阳性患者乳腺癌转移的场所。ANG4043结合Angiopep-2与一种类似曲妥珠单抗的mAb，可以抑制其在脑部的转移。抗体药物偶联物（ADC）由mAb或mAb片段与具有生物活性的细胞毒性药物稳定连接而成，因而结合了mAb的靶向特异性和细胞毒性药物的抗癌能力。可以利用Angiopep分子通过受体介导的转囊作用，穿过血脑屏障靶向肿瘤标记物，区分健康组织和疾病组织，向肿瘤细胞输送细胞毒剂。Angiochem已经成功地将两种抗癌药物（多西他赛和美丹宁）与抗 HER2的ADC结合在一起。未偶联的药物相比，具有更强的抗增殖活性、血脑屏障吸收能力以及更高的临床前研究存活率。· ANG2002近年来，可供选择的镇痛药物有所增加。然而，用于治疗慢性癌症疼痛、手术后疼痛和神经病理性疼痛的药物仍存在缺口。据Angiochem官网数据，多达70%的癌症患者无法口服药物，40-50%的癌症患者无法得到充分的疼痛缓解，75%的术后患者无法得到充分止痛。阿片类止痛药和非甾体类抗炎药物（NSAIDS）会产生不良反应，如便秘、呼吸抑制、认知障碍和消化道出血等，而其它药物具有止痛作用的治疗药物又面临无法有效穿透血脑屏障（BBB）的困境。Angiochem开发的神经紧张素衍生物——ANG2002，由多肽 Angiopep-2和神经紧张素偶联而成。其镇痛效果已在急性疼痛、炎症性疼痛、术后疼痛、癌症疼痛和神经病理性疼痛等的临床前模型中得到验证。· 新型酶代替疗法（ERT)溶酶体贮积症（LSD）是由于基因突变致溶酶体中有关酸性水解酶缺陷，导致机体中相应的生物大分子不能正常降解而在溶酶体中贮积，引起细胞组织器官功能的障碍。据Angiochem官网数据，约每七千名新生儿中就有一人患LSD，虽然目前尚无治疗的方法，但静脉注射缺乏的酶（酶替代疗法，以下简称为“ERT”）已被用于改善某些LSD患者的症状。赫勒综合征（Hurler Syndrome）是最严重的LSDs之一，也被称为粘多糖病I型（MPS I），是一种遗传性疾病，会导致α-L-艾杜糖醛酸苷酶（IDUA）缺乏，而这种酶负责降解溶酶体中的黏多糖。没有这种酶，其前体物的降解受阻而在体内堆积。但目前可用的ERT无法穿过BBB，因此ERT无法解决认知能力下降和行为改变等神经系统症状。溶酶体酶的半衰期很短，如果没有结构修饰的保护，甚至在到达BBB之前就会被清除。Angiochem开发的酶衍生物，将Angiopep-2酶结合物设计成既能进入溶酶体，又能保持其酶活性的结构。在增强其穿透力的同时，也不易被肝脏清除。2018年，盛诺基医药下属的Xinogen与Angiochem已达成开发和合作协议，获得ANG1005在大中华地区(Great China region)发展和商业化的专有权。Angiochem公司将获得预先付款，根据开发过程中的突出研究成果获得后续付款，以及未来产品销售中的分成。目前，ANG1005正在开展Ⅲ期临床试验，是国内进展最快的PDC项目，有潜力成为下一获批上市的PDC产品。近期推荐声明：动脉网所刊载内容之知识产权为动脉网及相关权利人专属所有或持有。未经许可，禁止进行转载、摘编、复制及建立镜像等任何使用。动脉网，未来医疗服务平台