• 欢迎来到联科生物!
  • 证券代码: 831936
请登录|注册
  • 400-6721-600 400-6721-600
首页 > 生物资讯 > 技术资料 > TLR7和TLR8激动剂作为疫苗佐剂主要挑战或将被解决

TLR7和TLR8激动剂作为疫苗佐剂主要挑战或将被解决

作者:小科    发布日期:2021-11-17 12:00


Toll样受体(TLRs)是先天性免疫系统中高度保守的重要组成部分,表达于胞内器室的TLR3、7、8和9可识别病毒和细菌的核酸,并引发强有力的抗病毒和抗肿瘤免疫反应。通过TLR7或TLR8增强机体的先天免疫力已被证明是一种有效的抗病毒策略。R848是一种TLR7和TLR8双激动剂,是已获FDA批准的药物,用于治疗由疱疹病毒和皮肤T细胞淋巴瘤引起的皮肤损伤。这些小分子亦被视为潜在的疫苗佐剂和抗病毒试剂,但并不适用于药理研究,因为它们会导致非特异性、全局性炎症,以及注射部位附近的免疫缺陷。由于TLR8具有激活I型辅助T细胞(Th1)细胞介导免疫应答的能力,且可通过识别ssRNA病毒介导抗病毒免疫,被认为是一个十分重要的靶点。但TLR8的选择性调节剂的设计一直是个挑战。


 

近日,清华大学团队在著名期刊Nature Communications上发表了题为:Tetrasubstituted imidazoles as incognito Toll-like receptor 8 a(nta)gonists的研究论文(IF=14.919,综合性期刊1区)。在该研究中,他们设计出了在有ssRNA存在的情况下具有独特的协同活性,但在没有ssRNA的存在下没有活性的TLR8特异性小分子,是潜在的抗病毒试剂。



咪唑喹啉激动剂包括许多选择性TLR7激动剂和非选择性TLR7/8激动剂,但TLR8选择性激动剂很少。与R848相比,选择性TLR7激动剂R837可以通过加入一个羟基和一个乙氧基甲基链的修饰获得TLR8活性。研究团队通过对很少开发的2-氨基咪唑部分的构效关系研究来探索TLR8的选择性。他们对喹啉环的融合环系统进行拆分,得到四取代咪唑。合成四取代咪唑支架最大的挑战是位置1、2、4和5的区域选择性功能化。针对这个问题,研究团队选择将醇转化为叔丁基二甲基硅基(TBDMS)醚、TBDMS三氟酯和2,6-二甲基砒啶,利用正丁基锂在咪唑2位的酸性,添加DMF,得到2-甲酰基咪唑。接下来,研究团队进行了醛还原,合成Williamson醚,成功地在2号位添加了乙氧基甲基链;利用4位的亲核性,处理得到4-碘中间体;利用Suzuki偶联,去除四氢呋喃(THF)中四丁基氟化铵(TBAF)的保护基团,最终得到CU-CPD107。
 


根据上述原理和合成路线,研究团队合成了一系列四取代咪唑衍生物,并在R848激活的HEK-Blue hTLR8或hTLR7细胞中使用SEAP检测活性。结果显示,CU-CPD107在HEK-Blue细胞可显著抑制R848诱导的信号传导,但对TLR7介导的信号传导没有影响。基于此,他们在咪唑的4位上寻找更多含有卤素的分子。开发靶向TLR的调节剂的一个挑战是设计特异性和效力。研究团队对CU-CPD107进行了一系列同源HTLR的测试,包括TLR1/TLR2, TLR2/TLR6, TLR3, TLR4, TLR5,TLR7和TLR9。结果显示,CU-CPD107仅抑制合成的小分子激动剂诱导的TLR8信号,而不影响其他TLR,在完整细胞中表现出高选择性。


 

为了更好地模拟病毒感染,研究团队借助ORN06和ssRNA40(小鼠TLR7和人类TLR8的有效激动剂)测试CU-CPD107相应的ssRNA配体。他们观察到,在HEK-Blue hTLR8细胞中,CU-CPD107在ssRNA存在时表现为激动剂,在没有ssRNA的情况下则无活性。接下来,研究团队探究了CU-CPD107对HEK-Blue hTLR8细胞中几种下游细胞因子mRNA水平的影响。进一步证实了CU-CPD107的二分行为,并与SEAP分析的结果完全一致。进一步地,他们测定IFN-α和TNF-α以检测CU-CPD107在人PBMCs中ssRNA存在下的协同作用。结果显示,CU-CPD107与传统激动剂不同,仅在ssRNA的帮助下激活TLR8介导的信号,因此可避免引发不受控制的整体炎症反应。
 


基于以上结果,研究团队还尝试探索CU-CPD107的结构,以了解其结合模式和结构。他们设计了一系列类似物来扩展苯环。并对分离的人TLR8胞外域进行了一系列ITC实验以确定CU-CPD107的亲和力。结果显示,CUCPD107阻碍了R848与TLR8的结合。另外,CU-CPD107与TLR8结合,但不与ssRNA结合。这表明,CU-CPD107对与TLR8结合的R848和ssRNA配体有不同的影响。


为了进一步了解CU-CPD107的分子机制,研究团队制备了TLR8/CU-CPD107配合物的晶体。基于CU-CPD107与尿苷具有相同的行为,他们以人类TLR8/ssRNA40 (PDB: 4R08)的高分辨率x射线晶体结构为模型,将CU-CPD107与二级结合位点进行了连接。结果表明CU-CPD107与G351通过额外的氢键相互作用形成π-π键与F405叠加。对CU-CPD107结合位点内的残基进行额外的硅丙氨酸扫描,明确了CU-CPD107的二次位点比尿苷的结合更紧密。这种配体诱导的信号可能是一种有益的佐剂和抗病毒药物,因为免疫系统只有在ssRNA存在的情况下才会被激活。对残基进行实验突变,研究团队证实了G351A和F405A残基是与CU-CPD107结合所必需的。
 


总而言之,研究团队报道了一种选择性的双活性小分子CU-CPD107,它对小分子TLR8激动剂和ssRNA配体表现出不同的活性。在R848存在下,CU-CPD107作为TLR8信号通路抑制剂。该抑制剂不仅能对TLR8和TLR7进行选择,而且没有明显的毒性,可以作为细胞培养研究的化学工具。更重要的是,当ssRNA诱导激活TLR8信号通路时,CU-CPD107活性会逆转,并出现协同激动作用。在没有其他配体的情况下,CU-CPD107无活性,这解决了以往TLR7和TLR8激动剂作为疫苗佐剂或抗病毒药物存在的主要挑战。


值得一提的是,这种选择性激动剂对任何潜在的抗病毒治疗都是有利的,因为组织只有在受PAMPs感染时,如ssRNA病毒,才会引发炎症免疫反应,而健康的组织则不会受到影响,避免不必要的免疫反应。

 


MULTISCIENCE 联科生物 产品支撑



联科生物提供的ELISA试剂盒种类多样,质控严格,具有460+款试剂盒供您选择。更多信息请与我们联系4006721600。
 

今日推荐
  • 1
  • 2

总排行

著名的ACE2来啦—11月ELISA新品
联科生物ELISA试剂盒新品不断,11月份,我们成功推出...[详情]
10月新品之趋化因子配体CXCL16及粘附分子L-Selectin
CXC趋化因子配体16(CXCL16)是一种CXC可溶性趋化因子、...[详情]
Nature video超好玩小视频解读PD-1/PD-L1
PD-1(programmed death 1),即程序性死亡受体-1;PD-L1(Programme...[详情]
10月ELISA新品之死亡受体Fas/CD95
Fas/CD95是一种319个氨基酸的I型跨膜糖蛋白, 是死亡受体...[详情]
9月ELISA新品之PDGF-BB与IL-20
1. 血小板生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)家...[详情]
敲黑板:和师兄师姐谈未来提到的高频词
联科生物试剂发表SCI论文超过1000篇↓↓↓最高性价比国...[详情]
IL-35与热门疾病研究,你会pick谁
白细胞介素35 (IL-35)是由调节性T细胞产生的细胞因子,...[详情]
PD-1抗体药物:免疫治疗领域的“当红明星”
新里程美家国际医疗中心指出:当人体免疫内环境出现...[详情]
联科生物Maxi ECL kit助创科研奇迹
北京时间5月11日,浙江万里学院葛楚天团队在 Science 杂...[详情]
  • 客服热线 客服热线
    400-6721-600
  • 客服QQ 客服QQ
    400 6721 600
  • 产品订购 产品订购
    order@liankebio.com
  • 售后服务 售后服务
    tech@liankebio.com
在线客服
在线客服
  • 服务热线400-6721-600
    工作时间
    8:30-17:30
二维码
地址:中国杭州市萧山区闻堰街道天马路1688号2幢301室