Science：利用新的超分辨率显微方法破解治疗性抗体与CD20之间的分子相互作用

在慢性淋巴细胞白血病等血癌中，免疫系统的B细胞不受控制地增殖。一种治疗方法涉及用定制抗体标记B细胞表面上的CD20蛋白。这触发了一系列免疫反应，并最终导致癌细胞的破坏。

这类免疫治疗抗体已经用于治疗肿瘤疾病30年了。德国维尔茨堡大学生物中心的Markus Sauer教授说，“尽管这对治疗的成功至关重要，但我们仍然对抗体如何与CD20结合以及随后的反应如何发生知之甚少。”

追踪抗体的有效性

如今这种情况可能会改变。Sauer教授及其研究团队在一项新的研究中开发出一种新的超分辨率显微方法。这使得首次以分子分辨率在三维中研究治疗性抗体与肿瘤细胞上靶分子的相互作用成为可能。相关研究结果发表在2025年1月10日的Science期刊上，论文标题为“Decoding the molecular interplay of CD20 and therapeutic antibodies with fast volumetric nanoscopy”。论文第一作者为Arindam Ghosh博士。

Sauer说，“我们如今可以观察这些抗体的有效性，从而为改进性疗法的开发做出贡献。”。

这种新的显微方法被称为LLS-TDI-DNA-PAINT。Sauer团队描述了这种新开发的技术是如何工作的，以及利用它已取得了哪些发现。维尔茨堡大学医院医学诊所II的Thomas Nerreter博士和Martin Kortüm教授也参与了这项研究。

B细胞呈刺猬形状

Sauer团队使用新的显微镜方法对固定的Raji B细胞和活的Raji B细胞进行了研究。这种细胞系来源于患者的伯基特淋巴瘤，经常用于癌症研究。他们将这些细胞与四种治疗性抗体RTX、OFA、OBZ和2H7中的一种接触。

所有四种抗体都会与细胞膜中的CD20分子交联，导致抗体的强烈局部积聚。这激活了所谓的补体系统，并启动了免疫系统对Raji B细胞的杀伤。

与目前治疗性抗体的分类相反，这项研究的结果表明，CD20分子的连接与这些抗体属于I型还是II型无关。

CD20与治疗性单克隆抗体之间的分子相互作用

他们的实验还表明，所有四种抗体都会与位于细胞膜上特定位置的CD20分子交联，这些位置位于细胞膜上微米长的称为“微绒毛”的突起上

与此同时，与这些治疗性抗体的结合使Raji B细胞极化，而且延伸出的微绒毛稳定。因此，Raji B细胞呈现出一种刺猬形状，因为这些膜突起仅位于细胞的一侧。

研究的下一步

接下来会发生什么？论文第一作者Arindam Ghosh博士说，“以前将治疗性抗体分为I型和II型的分类方式已不再适用。”到目前为止，之前的研究认为I型治疗性抗体的作用机制与II型不同。然而，这项新的研究反驳了这一点。

Ghosh博士说，“这种刺猬形状使Raji B细胞看起来好像想与另一个细胞形成免疫突触。”。

可以想象，这些经过处理的Raji B细胞以这种方式激活免疫系统的巨噬细胞和自然杀伤细胞。Sauer团队如今将在进一步的研究中验证这一假设是否正确。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Arindam Ghosh et al. Decoding the molecular interplay of CD20 and therapeutic antibodies with fast volumetric nanoscopy. Science, 2025, doi:10.1126/science.adq4510.