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肿瘤免疫调控新机制,可能大幅提升免疫治疗效果!

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21世纪,癌症成为了阻挡在人类健康前面的深渊。令人欣喜的是PD-1抑制剂的横空出世,掀起了前所未有的肿瘤治疗革命,然而PD-1对大部分的肿瘤有效率仅20%-30%,如何提高免疫治疗的有效率是医生和患者们共同关注和亟待解决的问题。

历史的车毂总是周期的向前转动,毫不意外,我们又一次转到与从前一样的节点,中科院北京基因组研究所韩大力团队与清华大学徐萌团队、美国芝加哥大学何川团队发现:只要弄掉树突细胞中一个叫YTHDF1的蛋白,免疫治疗对模式小鼠肿瘤的控制率,可以从40%提高到近100%,直接翻了1.5倍!

相关的研究论文也在今年2月6日发表在了全球顶尖的期刊《Nature》上。

 

 

下面,小编先阐述几个概念,然后给大家简单介绍下这项研究。

众所周知,针对肿瘤新抗原的特异性T细胞应答是免疫治疗成功的关键。但是许多病人体内的新抗原识别不能诱导T细胞持续应答进而清除肿瘤。鉴定针对肿瘤新抗原特异性免疫反应的信号通路可以为免疫治疗提供新的有效靶点。m6A修饰是mRNA上目前已知最丰富的修饰,负责mRNA的翻译后调控。m6A的调控功能主要由结合蛋白发挥作用。其中,YTHDF1能通过识别mRNA上的修饰并影响靶标基因的翻译。m6A相关分子的失调影响致癌基因的表达,从而将肿瘤发生发展与m6A关联。

目前大多数研究都在关注肿瘤内致癌基因的相关通路,然而RNA修饰如何通过影响免疫系统来调控机体抗肿瘤免疫反应的分子机制仍不清楚。在这篇论文中,提出树突状细胞通过RNA m6A甲基化修饰调控溶酶体蛋白酶的翻译效率,进而影响肿瘤抗原特异性T细胞免疫应答的新型机制,为PD-1免疫疗法提供新的联合治疗策略、潜在靶点和理论支持。

Ythdf1敲除小鼠的肿瘤生长被显著抑制

 

 

相比于野生型小鼠,敲除小鼠的肿瘤中有更多免疫浸润的CD8+ T细胞和自然杀伤性细胞(原来是CD8+T细胞和自然杀伤性细胞多了啊)

 

 

问题1:因为CD8+ T细胞和NK细胞都是控制肿瘤生长的关键。那么,究竟两种细胞谁对Ythdf1敲除小鼠抗肿瘤能力的贡献程度高呢?

■  研究发现只有Ythdf1敲除小鼠中的CD8+T细胞被清除时,其抗肿瘤能力才会被消除,表明CD8+ T细胞是Ythdf1敲除小鼠抗肿瘤的必需细胞组分。

 

 

问题2:为进一步确定小鼠体内是否会产生针对肿瘤新抗原的特异性CD8+ T细胞应答,分析野生型和Ythdf1敲除小鼠中表达针对肿瘤抗原特异识别的CD8+ T细胞所占比例

■  敲除小鼠体内针对肿瘤新抗原的CD8+ T细胞显著增加

 

 

■  用抗原刺激引流淋巴结中淋巴细胞并检测CD8+T细胞的应答,发现敲除小鼠的T细胞能产生更多的γ干扰素细胞,表明宿主细胞中YTHDF1的敲除在早期阶段即可增强T细胞的活化。

 

 

问题3:T细胞本身Ythdf1的敲除只能引起小鼠抗肿瘤能力的微弱提升。又因为树突状细胞是主要的抗原提呈细胞。因此研究者提出假设,在Ythdf1敲除小鼠中,可能是由于DCs抗原提呈能力的增强而导致T细胞更好的活化,进而提高了T细胞的肿瘤识别能力,为了验证这一假说,将Ythdf1敲除的DCs和野生型DCs与肿瘤细胞共培养,再分别将纯化的DCs与T细胞共培养来检测其抗原提呈能力。

■  Ythdf1敲除的DCs可以更好地交叉提呈肿瘤抗原给T细胞

 

 

■  检测DCs的抗原提呈复合物,进一步确认了Ythdf1敲除的DCs中表观修饰对其抗原提呈的调控作用

 

 

■  在小鼠中DCs中特异性敲除Ythdf1,也能够引起强烈的抗肿瘤免疫应答

 

 

探讨1:转录组上YTHDF1结合位点的鉴定与分析。

■  看这些试验数据图,是不是有点不明所以呢?这部分通俗来说:溶酶体组织蛋白酶大多受 YTHDF1调控,从而影响DCs的交叉提呈能力

 

 

■  组织蛋白酶不仅翻译效率降低,其表达也出现了下调(图4 a)。基于以上结果,可以得出如下结论, DC内组织蛋白酶的水平的减少可以减缓抗原的降解,并以此来促进持续的抗原释放,从而提高Ythdf1敲除 DCs的抗原提呈能力。

 

 

■  即便在野生型DCs中通过抑制组织蛋白酶的活性,也能使得 DCs的交叉提呈能力增强,进一步证实了在该模型中组织蛋白酶对抗肿瘤应答的重要作用。

 

 

探讨2:本研究证明了YTHDF1的缺失能增加抗原特异性CD8 + T细胞,但是这一机制是否能增强针对PD1的免疫检查点阻断疗法的抗肿瘤反应呢?

■  在Ythdf1敲除小鼠中,研究者发现CD8 + T细胞中γ干扰素显著增加。同时本研究也与已报道关于 γ干扰素会导致 PD-L1的表达相一致(图c),而且进一步研究显示γ干扰素能减少PD-L1的表达。

因此,研究者探究了是否PD-L1阻断剂能增强Ythdf1敲除小鼠的抗肿瘤反应。

 

 

结果表明,联合检查点阻断剂和YTHDF1阻断的方法可以作为一种潜在的治疗策略,更可以提高对检查点阻断剂不敏感宿主的表现(图d)

简单总结下,在DCs中,被m6A修饰的溶酶体蛋白酶mRNA能被YTHDF1识别,而YTHDF1的结合促进了溶酶体蛋白酶的翻译,从而抑制了其对抗原的交叉提呈能力。这一新的机制使得YTHDF1可能成为免疫疗法的治疗靶点,可与新出现的检查点抑制剂或DCs疫苗相结合,促进临床肿瘤的治疗效果。

 

参考资料:

Han D, Liu J, Chen C, et al. Anti-tumour immunity controlled through mRNA m6A methylation and YTHDF1 in dendritic cells. Nature, 2019

 

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