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TGF-β信号通路解析、重要作用及其在靶向药物研发中的应用

2026-08-14     来源:本站     点击次数:12

转化生长因子-β(TGF-β)是分泌型多肽生长因子家族的原型,由33个基因编码,参与调控细胞增殖、分化、迁移与凋亡,维持机体稳态。其家族分为经典TGF-β亚群(如TGF-β1-3、激活素等)和骨形态发生蛋白(BMP)亚群。其中,TGF-β1是研究最深入的亚型,在免疫细胞中广泛表达,具有强效促纤维化作用,几乎可由所有细胞合成。其基因位于19q3,编码产物在人与鼠间同源性高达99%,序列高度保守,功能相似,广泛参与组织修复、血管生成及免疫调节等生物学过程。

TGF-β1的激活

TGF-β1在体内以非活性前体蛋白形式合成,其翻译产物依赖信号肽引导并经分泌途径转运。前体蛋白在高尔基体中被前蛋白转化酶Furin特异性切割,生成Latency-Associated Peptide(LAP)与C端成熟肽段。两者通过非共价键紧密结合,形成无活性的复合物并分泌至胞外基质。该潜伏复合物需通过整合素等机制与LAP结合,诱导构象变化,从而释放具有生物活性的TGF-β1,启动下游信号通路,实现对细胞功能的调控。

TGF-β1的激活

经典TGF-β/Smad信号转导

TGF-β的经典信号通路依赖R-Smad蛋白的磷酸化级联反应,分为TGF-β1/2/3和BMP两条分支,分别激活Smad2/3和Smad1/5/8。TGF-β配体首先结合Ⅱ型受体(TβRⅡ),招募Ⅰ型受体(TβRⅠ/ALK5)形成复合物,TβRⅡ磷酸化激活TβRⅠ,后者进一步磷酸化Smad2/3。活化的R-Smad与Smad4结合,转入细胞核,与转录因子共同调控靶基因表达,介导细胞分化、凋亡、上皮-间质转化及免疫调节等生物学功能。该过程受Ⅲ型受体(TβRⅢ)辅助调控,确保信号精确传递。

经典TGF-β/Smad信号转导

TGF-β1的重要作用

1.TGF-β1定向诱导T细胞的分化

TGF-β1在免疫调控中具有双重作用:在IL-2存在下,高浓度TGF-β1促进CD4+T细胞分化为Foxp3+ iTreg细胞,维持免疫耐受;低浓度时则与IL-6或IL-21协同,通过STAT3信号诱导致病性Th17分化。其浓度依赖性效应还体现于抑制Th17特征或促进IL-23R表达。肿瘤微环境中,TGF-β1可诱导Treg分化,抑制CD8+ T细胞功能,助力肿瘤免疫逃逸。

TGF-β1的重要作用

2.TGF-β1刺激成纤维细胞增殖

TGF-β1可促进成纤维细胞增殖、分泌胶原蛋白等细胞外基质,并抑制其降解,参与组织修复与纤维化。研究表明,10 ng/mL TGF-β1可显著增强L929细胞增殖。此外,TGF-β1能诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)向肌成纤维细胞分化,该过程伴随活性氧(ROS)大量生成。通过DCFH-DA荧光检测证实,TGF-β1处理后BMSCs内绿色荧光显著增强,表明其可诱导ROS产生,介导细胞分化。

TGF-β1调节骨代谢 

破骨细胞为源自单核造血细胞的多核巨细胞,负责骨吸收,其与骨形成的平衡维持骨骼稳态。TGF-β1在骨代谢中发挥双重调控作用:既可直接促进骨髓巨噬细胞向破骨细胞分化,又通过调节RANKL/护骨因子平衡间接影响其生成;同时,TGF-β1还能促进成骨细胞增殖,但抑制其向成熟骨细胞分化,在骨重塑中起关键调节作用,失衡则可能导致骨质疏松等疾病。

靶向TGF-β的药物研发

鉴于TGF-β在促进肿瘤转移中的关键作用,其抑制剂的研发备受关注。其中,抗体类药物因靶向性强、药代动力学优良而成为重点方向。目前开发的TGF-β靶向候选药物主要包括三类:靶向TGF-β的单克隆抗体、双特异性抗体以及基于TGF-β通路调控的细胞治疗产品,有望为癌症治疗提供新策略。

1.TGF-β单抗靶向药

NIS793(诺华)为全人源抗TGF-β单抗,正开展针对胰腺癌等的III期临床。Galunisertib(礼来)是早期TGF-β抑制剂,已用于MDS、肝癌等临床研究。GFH018(劲方医药)为口服小分子抑制剂,联合PD-1抑制剂在全球多中心试验中。YL-13027(璎黎药业)具强效抗肿瘤活性,可增加肿瘤浸润淋巴细胞,与PD-L1抗体协同作用,现处于I期临床。

2.TGF-β双抗靶向药

靶向TGF-β的双抗药物是抗癌研发热点,尤以PD-L1/TGF-β双抗为主。默克/GSK的M7824曾因早期优异数据被视为“PD-1 2.0”,但在2021年多项关键临床试验失败后研发停滞,合作终止。尽管如此,国内企业持续推进,恒瑞医药的SHR-1701作为国内首款PD-L1/TGF-β双抗,目前有12项临床在研,多为联合疗法。此外,普米斯的PM8001、正大天晴的TQB2858和维立志博的LBL-015也进展较快,其中PM8001凭借单域抗体优势进入II期临床,展现国产创新潜力。

TGF-β双抗靶向药

3.靶向TGF-β的细胞治疗产品

永泰生物的迪诺仑赛注射液是一款靶向CD19并拮抗TGF-β信号的CAR-T细胞治疗产品。改造后的T细胞可特异性杀伤CD19阳性肿瘤细胞,同时表达阻断TGF-β下游通路的蛋白,以抵御肿瘤微环境中的免疫抑制,防止CAR-T细胞功能耗竭。该产品旨在提升CAR-T在实体瘤中的持久性与疗效,克服现有治疗局限。

临床应用

TGF-β1在多种病理生理过程中发挥关键作用:促进成纤维细胞迁移与基质沉积,加速创伤愈合;诱导上皮-间质转化,参与腹膜纤维化与心室重构;通过调控滋养细胞功能及氧化应激影响子痫前期发展;促进骨与牙本质再生,应用于活髓保存;在肿瘤中具双重作用,早期抑癌,晚期促侵袭转移及免疫逃逸。菲恩生物聚焦TGF-β靶点研究,依托先进的细胞与蛋白技术平台,提供经功能验证的重组TGF-β蛋白及其特异性抗体试剂,致力于为科研机构及生物医药企业提供高品质的科研工具,助力疾病机制研究。

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