新成像技术揭示抗体如何重塑癌细胞受体
慕尼黑大学近期研究揭示了单分子水平上受体组织决定抗体功能的机制,为癌症免疫治疗开辟新路径。
治疗性抗体已显著改变癌症治疗格局,但其治疗效果的分子机制长期未能明确。由慕尼黑大学物理生命科学讲席教授Ralf Jungmann领导的研究团队,首次在单分子尺度上解析了治疗性抗体如何重塑受体组织及其对功能的影响。
通过"顺序成像分辨率增强技术"(RESI)——这项新型超分辨显微技术可可视化单个蛋白质——研究人员直接观测了CD20受体与利妥昔单抗、奥妥珠单抗等抗CD20抗体的纳米级架构。"我们首次能在完整细胞中观测抗体-受体复合物的单蛋白级组织模式,"该研究资深作者Jungmann教授解释道,"这些纳米级模式直接关联治疗功能,为理性抗体设计提供了蓝图。"
单蛋白分辨率抗体-受体复合物可视化
治疗性单克隆抗体通过多种机制发挥作用——激活免疫细胞、触发补体通路或直接诱导细胞死亡。这些效应取决于抗体如何结合并重组细胞表面受体。传统成像技术无法在天然细胞环境中解析这种排列。研究团队通过多靶标三维RESI成像突破限制,该技术使用正交DNA条形码标记受体和抗体,实现亚纳米级精确顺序可视化。这使团队能直接解析细胞膜上CD20受体及其结合抗体的组织模式。
"现在我们能直接观测抗体设计的结构变化如何转化为不同受体模式及细胞反应,"研究第一作者Isabelle Pachmayr表示,"这为结构引导的下一代单克隆抗体开发打开了大门。"
抗体研究新纪元
除CD20外,RESI技术能以分子分辨率研究任何膜受体及治疗性抗体。因RESI具有高通量细胞全貌成像能力,使抗体候选药物的系统分析成为可能——此前这种分辨率仅冷冻电镜可实现,但现可在细胞环境中实现独特分子特异性。
研究团队展望未来将RESI与多受体及胞内信号分子成像结合,绘制完整治疗通路图谱。"RESI首次将纳米级受体结构与其细胞功能相结合,"Jungmann总结道,"这项技术将从根本上改变免疫治疗。"
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