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CCR5受体重组蛋白:趋化因子的关键

CCR5(C-C趋化因子受体5)包含7个跨膜区,属于G蛋白偶联受体(GPCR)。CCR5是CD4+T细胞上高度表达的关键CCR,可结合的配体包括:CCL3 (MIP-α)、CCL4 (MIP-β)和CCL5 (RANTES)。

CCR5可以介导白细胞运输,在炎症反应中起着重要作用,因此CCR5靶点蛋白可用于验证治疗研究。目前已用于治疗多样性硬化症、类风湿性关节炎、Ⅰ型糖尿病、动脉粥样硬化、心肌炎等疾病。


CCR5参与实验性脑出血(ICH)


CCR5在皮层、丘脑、纹状体、海马、内皮和室管膜中广泛表达,主要在神经元、小胶质细胞和星形胶质细胞表达。抑制CCR5可促进啮齿动物外伤性脑损伤和脑缺血后运动功能的早期恢复。

已有研究表明,小鼠的大脑动脉闭塞22 h后,脑组织、脊髓和血浆中CCR5蛋白水平升高。CCR5蛋白在ICH早期上调表达,在24 h后达到峰值,同时CCL5(CCR5配体)、PKA-Cα、p-CREB和NLRP1蛋白水平均呈上升趋势。CCL5作为CCR5的配体,与CCR5的趋势水平保持一致;PKA-Cα和p-CREB的上调可以抵消CCR5激活的有害信号,促进损伤脑的内稳态维持。

Maraviroc(MVC)是一种用于治疗HIV的选择性CCR5拮抗剂(CD195抗体),能够改善免疫介导的急性和慢性组织炎症。MVC能够改善ICH的症状,同时减少神经元凋亡。CREB蛋白是参与CCR5信号传导的下游通路蛋白之一,在HIV感染小鼠神经元后,CCR5蛋白下调,CREB蛋白水平上升。


CCR5参与实验性自身免疫性脑脊髓炎


CCL5通过CCR5的信号转导可以激活T细胞,在此过程中趋化因子受体CCR5和CXCR4被聚集到免疫突触,通过异聚传递共刺激信号。CCR5与CCL5的相互作用通过NFAT转位信号,促使CD4+ T细胞产生与CCR5表达相关的IL-2。TNF-α、IL-17和IFN-γ的产生与CCR5无关,可能是由配体的其他受体介导产生的。

已有研究表明,结合三种CCR5配体的融合蛋白可以有效治疗实验性自身免疫性脑脊髓炎,同时抑制效应T细胞的功能。因此,实施基于CCR5-IG的治疗效果比阻断该受体或使用CD195抗体更好。


CCR5参与艾滋病(HIV)


HIV主要通过感染CD4+T细胞,导致CD4+ T细胞数量下降,最终导致免疫系统功能失调。早期对于HIV的治疗,容易导致病毒血症和全身感染。此外,药物的毒性或者不良反应较为明显,CCR5重组抗体的研发至关重要。

CCR5基因开放阅读框(CCR5Δ32)中的32碱基对(bp)缺失会导致蛋白失去功能。HIV感染的初期阶段是通过CCR5型HIV毒株介导,因此CCR5Δ32纯合子个体几乎完全免受HIV感染。在杂合个体中CCR5受体的表达在降低两倍的同时,HIV感染效率也会下降。因此,CCR5靶点是HIV治疗的一个热门靶点。

将T4溶菌酶(T4L)插入GPCR能够增强了GPCR蛋白的稳定性和溶解性,设计了CCR5-T4L突变体,使用大肠杆菌表达系统表达和纯化了可溶性重组蛋白,研究该重组蛋白对不同供体THP-1细胞系、原代人巨噬细胞和外周血单核细胞的抗病毒作用。

不同浓度的可溶性重组CCR5-T4L蛋白对THP-1细胞系、人巨噬细胞和人的PBMC中的免疫缺陷病毒-1(HIV-1)感染具有双相抑制和促进作用。可溶性重组CCR5-T4L作为HIV-1共受体,与野生型CCR5相互作用,能够使人巨噬细胞表面的CCR5下调,与CCL5相互作用抑制巨噬细胞迁移。重组CCR5-T4L蛋白在低浓度下可以促进HIV-1感染,高浓度下抑制HIV-1感染,因此CCR5重组抗体可以作为未来抗HIV-1治疗药物的开发。


CCR5参与血管损伤


CCL5在许多血管系统中表达,NADPH氧化酶(Noxs)是血管中活性氧(ROS)的主要成分。

Nox1的表达经CCL5诱导呈浓度依赖性和时间依赖性,对Nox2和Nox4的表达不会产生影响。CCL5会影响ROS的产生和Erk1/2和NFkB的激活,从而导致血管细胞迁移、增殖和炎症标志物增加。Nox1抑制可以阻断CCL5的作用,马拉韦洛克治疗可以降低Nox1的表达,减少病理性血管的生长。

因此,CCL5与血管中的Nox1表达相关,通过参与NFkB和Erk1/2通路,使血管损伤。CCR5拮抗剂和Nox1抑制剂是抗增殖化合物,可降低血管过度增生的风险。


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