細胞因子是一種分子量較小的蛋白質，可促進免疫細胞之間的信號傳遞，協調對感染病原體和腫瘤發生的反應以及整體免疫穩態，吸引各種免疫相關疾病的臨床前和臨床研究人員將其作為研究對象。它們在免疫反應中起著關鍵作用，基于細胞因子的治療方法展示了免疫療法的新發展。然而，制約細胞因子的療效的因素有其在血液循環中短的半衰期、多向性和不利的生物分布。目前一些創新的細胞因子工程技術有助于應對這些制約因素，但通常無法用于基礎研究的方向。
所以AdipoGen適時推出InVivoKines系列重組蛋白，該系列是新一代重組融合蛋白，用于免疫治療、臨床前和體內轉化研究。InVivoKines系列蛋白是基于Fc的融合蛋白，采用KIH（Knobs-into-Holes）技術開發。
InVivoKines系列產品特點
• 具有天然構象——由HEK 293或CHO細胞中表達產生
• 無動物源成分條件下生產
• 通過ELISA和基于細胞的分析測試具有高生物活性
• 通過SEC驗證純度和同質性
• 低內毒素水平
• 批次間一致性高
KIH（Knobs-into-Holes）技術生產InVivoKines系列Fc融合蛋白簡介
KIH（Knobs-into-Holes）概念是Ridgway等人在1996年提出的一種開創性的設計思路，允許重鏈異二聚化，產生“具有兩條不同臂的IgG”，通常用于設計在藥物開發中起重要作用的雙特異性抗體。它允許通過操縱參與Fc二聚體相互作用的關鍵氨基酸殘基來產生互補的相互作用界面。具有較小側鏈的氨基酸被具有較大側鏈的氨基酸取代，從而在一條鏈上產生一個突起，反之則在伴侶鏈上產生一個孔。傳統上，一個CH3結構域中的T366Y突變被用于產生一個突起，而另一個CH3結構域中的Y407T突變產生一個孔。這種突變建立了分子間相互作用，并由于突起和孔配對而促進異二聚體的形成。由于分子固有的復雜性，高純度KIH雙特異性生物蛋白的生產具有一定困難。KIH的有效共表達依賴于突起和孔的等量表達。
Adipogen的Fc-KIH技術允許Fc異二聚化產生具有兩個不同臂的結構，以產生天然存在的活性單體、異二聚體或同二聚體蛋白質。擁有Fc-KIH結構域的細胞因子可延長細胞因子的血漿半衰期，從而在保持活性的同時顯著改善藥代動力學（PK）。延長半衰期原理在于IgG/Fc結構域（IgG）和新生FcR（FcRn）的結合可以保護抗體和Fc融合蛋白不被降解，從而延長血清中的半衰期。在酸性條件下（pH6.0-6.5），FcRn與IgG結合，在中性和弱堿性條件下（pH7.0-7.5）發生解離。內皮細胞通過攝取IgG形成酸化的內體而形成內吞小泡，IgG與FcRn結合形成IgGs-FcRn復合物。IgG-FcRn復合物通過再循環的內體轉運到細胞表面。在pH7.4等生理條件下，IgG-FcRn復合物解離，IgG再次釋放到血液循環中。通過這種受體介導的再循環機制，FcRn有效地保護IgG免受溶酶體降解，從而延長了IgG的半衰期。Knobs-into-Holes（KIH）-Fc結構域顯示出與標準Fc融合結構域或抗體IgG相似的特性，可參考文獻：The Role of Fc Receptors on the Effectiveness of Therapeutic Monoclonal Antibodies: P. Gogesch, et al.; Int. J. Mol. Sci. 22, 8947 (2021)
Fc-KIH結構域與Fcγ受體（FcγRs）和補體C1q結合，可能導致ADCC、ADCP和CDC效應。Fc-KIH的LALA-PG突變會抑制其與FcγRs和C1q的結合，而FcRn結合和Fc穩定性不受影響。具有Fc-KIH結構的蛋白是在內毒素含量很低的哺乳動物細胞中產生。Fc-KIH蛋白不僅能用于體內研究，也適用于體外實驗。
圖1.AdipoGen Life Sciences利用KIH技術開發單體、異二聚體或同二聚體Fc融合蛋白示意圖。
基于IgG的效應功能介紹
基于IgG抗體和Fc融合蛋白是臨床前和治療應用中開發的生物蛋白類產品。它們與免疫系統的交流由Fcγ受體（FcγRs）控制和介導，FcγRs是一種膜結合蛋白。這類生物蛋白類產品包含抗原結合位點，具有特異性和親和力以及具有可以與免疫細胞表面以及血液中的補體（C1q）和FcRn表達的Fc受體（FcγRI、FcγRII、FcγRIII）結合的Fc片段，從而激活免疫效應。Fc結構域介導的效應功能包括抗體依賴細胞介導的細胞毒性（ADCC）、抗體依賴細胞介導的吞噬作用（ADCP）和補體依賴細胞毒性（CDC），所有這些都是通過Fc結構域與不同細胞類型上的Fc受體的相互作用介導的。
ADCC:效應細胞上的FcRs與靶細胞上生物蛋白的Fc區結合，導致溶解酶的分泌和細胞死亡誘導分子的表達，從而誘導靶細胞溶解。
ADCP:吞噬細胞上的FcRs與靶細胞或免疫復合物上的生物蛋白的Fc區結合，通過吞噬作用促進清除。
CDC: C1q與靶細胞上生物蛋白的Fc結構域結合，觸發補體級聯和膜攻擊復合物（MAC）的組裝，導致細胞溶解。
圖3. IgG1抗體或Fc融合蛋白的作用機制由直接效應和間接效應組成，包括抗體依賴性細胞毒性（ADCC）、抗體依賴性細胞吞噬作用（ADCP）和補體依賴性細胞毒性（CDC）示意圖。
InVivoKines系列重組蛋白產品列表
|
產品名稱 |
貨號 |
Protein Construct |
Fc-KIH Silenced |
|
IL-2 Superkine (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0222 |
Monomer |
No |
|
IL-2 Superkine H9T (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0223 |
Monomer |
No |
|
IL-2 (human) (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0224 |
Monomer |
No |
|
IL-2 (mouse) (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0225 |
Monomer |
No |
|
IL-2 (human) (Switch-2) (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0234 |
Monomer |
No |
|
IL-7 (human) (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0238 |
Monomer |
No |
|
IL-7 (human) (monomeric):Fc (LALA-PG)-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0247 |
Monomer |
LALA-PG |
|
IL-12 (mouse):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0240 |
Heterodimer |
No |
|
IL-21 (mouse) (monomeric):Fc (LALA-PG)-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0250 |
Monomer |
LALA-PG |
|
IL-23 (mouse):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0235 |
Heterodimer |
No |
|
IL-23 (mouse):Fc (LALA-PG)-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0248 |
Heterodimer |
LALA-PG |
|
IL-27 (mouse):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0236 |
Heterodimer |
No |
|
IL-27 (mouse):Fc (LALA-PG)-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0249 |
Heterodimer |
LALA-PG |
|
IL-33 (oxidation resistant) (human) (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0233 |
Monomer |
No |
|
IL-37 (human) (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0221 |
Monomer |
No |
|
IL-38 (aa 1-152) (human) (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0241 |
Monomer |
No |
|
IL-38 (aa 20-152) (human) (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0226 |
Monomer |
No |
|
IL-38 (aa 3-152) (mouse) (monomeric):Fc-KIH (human) (rec.) |
AG-40B-0227 |
Monomer |
No |
|
Fc (LALA-PG)-KIH (human):GDF15 (mouse) (rec.) |
AG-40B-0245 |
Heterodimer |
LALA-PG |
|
Fc (LALA-PG)-KIH (human):Irisin (monomeric) (rec.) |
AG-40B-0246 |
Monomer |
LALA-PG |
|
Fc-KIH (human) IgG1 Control (rec.) |
AG-35B-0015 |
Control |
No |
|
Fc (LALA-PG)-KIH (human) IgG1 Control (rec.) |
AG-35B-0018 |
Control |
LALA-PG |
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