Science：山东大学马春红/李春阳/刘新泳团队鉴定出靶向免疫检查点Tim-3的小分子抑制剂

以PD-1/PD-L1为靶点的免疫检查点阻断疗法（Immune checkpoint blockade，ICB）在多种恶性肿瘤临床治疗中取得了显著的治疗效果。然而，该疗法仍面临临床响应率低和继发治疗抵抗的问题。因此，寻找新的免疫治疗靶点并开发其抑制剂，对于提高免疫治疗效果具有重要意义。 Tim-3 是众多新兴免疫检查点分子中最有前景的靶点之一。Tim-3不仅表达于T细胞，还在NK细胞、巨噬细胞及树突状细胞（DC）等多种免疫细胞表达，其配体至少包括磷脂酰丝氨酸（PtdSer）、CEACAM1、Galectin-9和HMGB1，在不同细胞中发挥不同的免疫调节作用。 马春红团队长期关注Tim-3，前期的系列研究揭示感染和炎症促进Tim-3表达，调控多种免疫细胞尤其是NK细胞和CD8+ T细胞功能，导致免疫耗竭，进而加速炎癌转化；阐明了Tim-3与其配体磷脂酰丝氨酸（PtdSer）结合介导免疫细胞功能耗竭的分子机制，并在肝癌组织中表征了Tim-3介导的细胞空间互作网络。 2023年11月16日，山东大学基础医学院马春红教授、李春阳副教授和药学院刘新泳教授作为共同通讯作者，在 Science 子刊 Science Translational Medicine 发表了题为：Identification of a small-molecule Tim-3 inhibitor to potentiate T cell-mediated antitumor immunotherapy in preclinical mouse models 的研究论文。 该文章利用虚拟筛选结合功能筛选的方法，鉴定到了一种Tim-3小分子抑制剂——ML-T7，并进一步发现，其不仅可以增强小鼠CD8+ T细胞和人CAR-T细胞的回输治疗效果，还可以促进NK细胞杀伤肿瘤能力和DC细胞的抗原呈递能力。 该小分子抑制剂在多种肿瘤模型中可以发挥直接的抗肿瘤治疗效果，并增强PD-1抗体的免疫治疗效果。 首先，研究团队以Tim-3的PtdSer结合口袋FG-CC'环作为靶点进行虚拟筛选，进一步结合T细胞功能验证筛选，从204380个化合物中鉴定到化合物ML-T7。ML-T7可以促进人和鼠的CD8+ T细胞的细胞因子分泌和杀伤肿瘤能力。分子互作实验证明ML-T7可以直接与Tim-3结合，并阻断Tim-3与PtdSer/CEACAM1的结合。进一步的体内外功能实验表明，ML-T7以Tim-3依赖的方式促进了小鼠CD8+ T细胞的存活能力和抗肿瘤效应功能。在T细胞回输实验和体外耗竭诱导模型中，ML-T7处理可以抑制CD8+ T细胞耗竭，并增加TCF1+干细胞样CD8+ T细胞的比例。 研究团队进一步发现，ML-T7预处理的人CAR T细胞具有更强的存活能力和更低程度的耗竭，并且在小鼠肿瘤模型中展示出更强的抗肿瘤活性。 由于Tim-3广泛表达在多种免疫细胞中，并在NK细胞和DC功能紊乱中发挥关键作用。研究团队发现，ML-T7不仅增强NK细胞的抗肿瘤功能，而且促进了DC的成熟和抗原呈递能力。Tim-4具有同Tim-3类似的FG-CC'环，并且在DC上高表达。他们还发现，ML-T7同样可以结合Tim-4，并在DC中通过同时阻断Tim-4和Tim-3来增强DC功能。 接下来，研究团队使用ML-T7腹腔给药处理癌基因驱动的原位肝癌模型、胆管癌模型、B16F10皮下瘤和Tim-3人源化小鼠等多种临床前小鼠肿瘤模型。结果表明，ML-T7可以显著抑制多种肿瘤进展，并可达到与商品化Tim-3阻断抗体相当的治疗效果。进一步的免疫分析发现，ML-T7处理显著抑制了CD8+ T细胞耗竭，促进了CD8+ T细胞、NK细胞和DC细胞的功能，从而改善肿瘤免疫抑制微环境。 最后，研究团队发现ML-T7可以显著增强PD-1抗体的免疫治疗效果，并且在小鼠中具有较好的生物安全性，未引起明显的不良反应。因此，ML-T7是非常具有进一步开发前景的肿瘤免疫治疗的候选化合物。 综上，该研究报道了一项靶向Tim-3小分子化合物的系统筛选工作，证明了FG-CC'环结构在Tim-3抑制剂筛选中的重要意义，为开发靶向Tim-3的药物开发提供了新思路和理论基础。同时，鉴定出的ML-T7在临床前小鼠肿瘤模型中表现出较好的抗肿瘤活性，对其进一步优化改造具有重要的临床转化意义。 山东大学基础医学院博士生马帅雅、博士后田野和彭加丽硕士毕业生为论文共同第一作者。山东大学基础医学院马春红教授、李春阳副教授和药学院刘新泳教授作为共同通讯作者 马春红 教授团队长期致力于肝脏免疫微环境调控和干预策略研究，系统探索HBV、代谢等环境因素诱发肝脏炎症及其恶性转化机制，为肿瘤免疫治疗提供了潜在靶点和新思路。相关成果相继发表在 JEM、Gastroenterology、Gut、J Hepatol、Nat Commun、Hepatology、Adv Sci、Cancer Res、Cell Death Differ、Mol Ther、Cell Mol Immunol、STTT、Cell Reports、JACS 等国际主流学术期刊。 刘新泳 教授团队长期致力基于靶标结构和多种药物化学策略相结合的药物研究工作，聚焦于抗病毒药物、重大慢性病药物和免疫调节剂的先导发现、优化和药物开发。近年来已有多个抗病毒、抗痛风创新药物实现成果转化，在 J Med Chem 等权威期刊累计发表SCI论文400余篇。 

论文链接 ： https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adg6752