在肿瘤免疫治疗领域，淋巴细胞激活基因3（LAG3）作为继PD-1、CTLA-4后的第三大免疫检查点，其功能调控机制长期悬而未决。传统研究受限于缺乏直接信号读数和配体功能的争议，无法阐明LAG3如何通过配体结合触发抑制性功能。

2025年3月18日上海科技大学王皞鹏课题组在Cell杂志（IF 45.5）上发表了题为“Ligand-induced ubiquitination unleashes LAG3 immune checkpoint function by hindering membrane sequestration of signaling motifs”的研究文章，通过泛素化修饰组学与高深度蛋白质组学的深度整合，首次绘制了LAG3激活的动态修饰图谱，揭示了其从“膜束缚”到“信号释放”的构象开关机制。这一突破不仅为免疫检查点研究提供了技术范式，更彰显了多组学联动的强大解析能力。

配体结合触发LAG3泛素化

为破解LAG3激活的分子开关，研究团队采用高灵敏度泛素化修饰组学技术，在T细胞-抗原呈递细胞（APC）共培养体系中捕捉关键修饰事件。通过免疫沉淀质谱（IP-MS）对LAG3胞内区深度覆盖，首次发现K498位点在配体激活后5分钟内发生快速泛素化（图1C）。突变实验证实，K498是唯一泛素化位点，且该修饰依赖配体结合（图1D-E）。值得注意的是，修饰组学定量分析显示，仅4%-7%的LAG3分子被修饰，揭示了“局部激活、全局调控”的时空特异性特征。研究还发现泛素化仅发生于膜结合型FGL1，可溶性FGL1因无法稳定锚定于APC膜表面而失效，揭示了配体功能的物理定位依赖性。

图1 配体结合诱导LAG3的快速泛素化

（摘自：Jiang, et al., Cell, 2025）

非降解性泛素化激活LAG3功能

传统观点认为受体泛素化多介导降解，但本研究通过对比野生型与泛素化缺陷型（LAG3KR）小鼠T细胞，发现泛素化不改变LAG3稳定性（图2A-C）。质谱鉴定显示其泛素链以K63连接为主（图2D-F），表明非降解性修饰特征。功能实验进一步证明，LAG3KR突变体丧失抑制IL-2分泌的能力（图2I），而强制暴露FSALE基序可恢复功能，揭示了泛素化通过空间位阻破坏膜结合、释放抑制信号的分子逻辑。

图2 泛素化以不依赖蛋白水解的方式调节LAG3功能

（图源：Jiang, et al., Cell, 2025）

CBL家族E3连接酶的双重调控

利用TurboID邻近标记蛋白质组学技术（图3A），研究者筛选出c-Cbl和Cbl-b为LAG3泛素化的核心E3连接酶（图3B）。双敲除Jurkat细胞中，LAG3泛素化完全消失（图3D），抑制功能随之丧失（图3I）。尽管CBL介导的泛素化仅占其对T细胞抑制功能的10%，但其在肿瘤微环境中的特异性贡献仍为靶向治疗提供了新方向。

图3 Cbl-b和c-Cbl介导LAG3泛素化和抑制功能

（图源：Jiang, et al., Cell, 2025）

动物模型与临床转化价值

在MC38和B16黑色素瘤模型中，LAG3KR小鼠的肿瘤生长显著受限，PD-1联合治疗完全缓解率提升至50%。临床单细胞数据分析显示，LAG3/CBL共表达高的患者T细胞衰竭标志TOX显著上调（图4K），基于此开发的免疫组化检测方案使患者缓解率提升51.7倍（图4N），彰显蛋白质组学在转化医学中的潜力。

图4 LAG3泛素化作为癌症免疫治疗中的潜在生物标志物

（图源：Jiang, et al., Cell, 2025）

小结

本研究通过泛素化修饰组学锁定动态信号开关、蛋白质组学解析E3连接酶网络，系统揭示了LAG3激活的分子逻辑。这一成果不仅为免疫检查点机制研究提供了多组学整合的技术模板，更为靶向泛素化通路的药物开发及患者分层策略奠定了分子基础。未来，针对泛素化通路的药物筛选或改造型抗体开发，有望突破现有免疫检查点疗法的响应瓶颈，为精准肿瘤免疫治疗注入新动能。

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参考文献：

Jiang Y, Dai A, Huang YW, Li H, Cui J, Yang HC, Si L, Jiao T, Ren ZX, Zhang ZW, Mou S, Zhu HR, Guo WH, Huang Q, Li YL, Xue MM, Jiang JW, Wang F, Li L, Zhong QY, Wang K, Liu BC, Wang JJ, Fan GF, Guo J, Chen L, Workman CJ., Shen ZR, Kong Y, Vignali DA, Xu CQ, Wang HP. Ligand-induced ubiquitination unleashes LAG3 immune checkpoint function by hindering membrane sequestration of signaling motifs. Cell. 2025. doi: 10.1016/j.cell.2025.02.014