【CNS前沿文献追踪】 – 提高肿瘤免疫疗法敏感度的新靶点ADA
时间:2020-11-10 阅读:351
肿瘤免疫疗法前景乐观,科学家们一直在寻找能够调高肿瘤免疫的靶点,此次整理分享的是一个RNA酶ADAR1,敲掉ADAR1对肿瘤免疫有正向作用,具体内容如下:
作者构建了一个基于CRISPR Cas9的筛选平台:让肿瘤细胞表达Cas9,分别导入不同的sgRNA后移植到小鼠上,比较免疫压力下(GVAX或anti PD-1)表达哪些sgRNA的细胞会被“删掉”,删掉则说明缺失这个sgRNA对应的基因后肿瘤对免疫疗法的敏感度可能提高。筛出了ADAR1
开始从功能角度验证筛出来的ADAR1,首先敲掉ADAR1并不影响肿瘤细胞生长
ADAR1缺失后,肿瘤免疫作用增强,小鼠肿瘤生长受抑制、存活时间延长
比较ADAR1缺失后肿瘤微环境的变化,发现CD8 T细胞浸润增加
用流式再看肿瘤微环境,发现对肿瘤免疫正向作用的细胞浸润增加,而负向作用的免疫细胞浸润则减少
免疫组化、流式做完还不过瘾,有对肿瘤微环境内几千个CD45+细胞进行了单细胞测序,也发现敲掉ADAR1后,对肿瘤免疫正向作用的细胞浸润增加,而负向作用的免疫细胞浸润则减少
序测都测了,进一步挖掘数据分析免疫相关基因表达情况,发现ADAR1缺失后免疫反应正向基因表达上升、负向基因表达下调
还发现,ADAR1缺失后,干扰素通路相关基因表达较之前增加
又发现,ADAR1缺失后肿瘤微环境内两型干扰素含量也有所升高。至此综合起来作者发现肿瘤细胞ADAR1缺失后肿瘤微环境发生了一系列利于肿瘤免疫反应的变化
开始往深挖机制,体外将T细胞和肿瘤细胞共培养,发现ADAR1缺失的肿瘤细胞更容易被T细胞杀死,肿瘤细胞因为缺失ADAR1变“怂”了?
ADAR1缺失的肿瘤细胞对IFN更敏感:IFNβ、γ可抑制ADAR1缺失肿瘤细胞生长,诱导其凋亡
ADAR1缺失的肿瘤细胞对IFN更敏感了:相关通路基因表达上调
ADAR1缺失的肿瘤细胞对IFN更敏感了:IFNβ、γ刺激后分泌的IFNβ增加
ADAR1缺失肿瘤细胞再表达ADAR1后,IFNβ分泌增加、生长受抑制的现象消失,再次说明ADAR1和IFN之间的相关性
ADAR1和肿瘤免疫相关,ADAR1和IFN相关,那ADAR1、IFN、肿瘤免疫三者的关系如何?敲掉看看,发现敲掉ADAR1的同时再敲掉ifnar2、ifngr1因ADAR1缺失引起的肿瘤免疫上调消失,暗示IFN是ADAR1缺失引起的肿瘤免疫上调所必须的
ADAR1通过IFN发挥作用,缺失后能提高肿瘤细胞对IFN的敏感度,放射疗法能诱导IFN生成,那么ADAR1缺失细胞应该对放疗敏感,一验证果然如此,从侧面再次说明ADAR1和IFN的相关性,但ADAR1和IFN是怎么联系到一起的呢?
开始摸ADAR1和IFN是如何关联的:ADAR1是个RNA酶,IFN可引起RNA species上调,作者推测ADAR1缺失后没人再来酶解RNA species,这些RNA可激活RNA sensor引起下游信号。首先发现IFNβ刺激后SINE(small interspersed nuclear elements)指数和Hyperediting指数升高,但ADAR1缺失后IFN刺激引起的SINE指数、Hyperediting指数升高现象消失
接着往下缕,发现INF刺激可引起ADAR1和一些RNA sensor表达上调
前面找到sensor了,那这些sensor和IFN引起的ADAR1缺失肿瘤细胞IFN分泌增加、生长受抑制是否存在关联呢?敲掉看看,发现Eifak2(PKR)、Mavs、Ifih1(MDA5)是IFNβ分泌必须的,Eifak2(PKR)是生长抑制必须的
In vivo测试in vitro筛出来的RNA sensor Eifak2(PKR)、Ifih1(MDA5),发现PKR和MDA5只要一个sensor就足以支撑ADAR1缺失引起的提升PD-1单抗疗效的作用,但当两个sensor都被敲掉提高PD-1单抗疗效的作用消失,暗示RNA sensor对ADAR1缺失促进肿瘤免疫反应的必要性
看RNA sensor对免疫细胞浸润的作用,发现单独敲掉Eifak2(PKR)不影响免疫细胞的浸润,单独敲掉Ifih1(MDA5)后ADAR1缺失引起的MDSC(肿瘤免疫负向细胞)浸润减少现象消失,暗示MDA5对免疫细胞浸润调节的重要性
看RNA sensor对细胞因子生成的作用,发现单独敲掉Ifih1(MDA5)后ADAR1缺失引起的细胞因子分泌增加现象消失,暗示MDA5对细胞因子分泌调节的重要性
综合起来,用户归纳了一个模式图:IFN刺激肿瘤细胞后,RNAsensor表达上调、产生RNA species,ADAR1敲掉后,对RNA酶解减少,这些未被酶解的dsRNA激活RNA sensor,促进免疫细胞浸润、抑制肿瘤细胞生长
通路理清了,单独敲掉ADAR1并不是很行,得依附于PD-1单抗,但人家单抗已经上市,自己就挺好,得让上市的药带着自己玩,所以作者造了一个“耐药”的模型:把B2m敲掉,CD8 T就没法杀这样的肿瘤细胞了(PD-1单抗是依赖CD8 T起效 )
In vivo:在PD-1单抗“不行”的肿瘤模型上,把ADAR1敲掉PD-1就“行”了,JAK突变模型上把ADAR1敲了也“不行”,更说明IFN对ADAR的重要性(IFN通过JAK-SATAT通路起效)
文章找到了一个提高肿瘤免疫敏感度的靶点ADAR1,怎么找到的?靠基于CRISPR Cas9的筛选平台!怎么放大自己的作用的?搭了一个“牛人”PD-1单抗都搞不定的台!所以说:平台很重要,找一个好的展示舞台也重要......
Jeffrey J. Ishizuka, Robert T. Manguso, Collins K. Cheruiyot, Kevin Bi, et al. Loss of ADAR1 in tumours overcomes resistance to immune checkpoint blockade [J]. Natyre, 2018.
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Jeffrey J. Ishizuka, Robert T. Manguso, Collins K. Cheruiyot, Kevin Bi, et al. Loss of ADAR1 in tumours overcomes resistance to immune checkpoint blockade [J]. Natyre, 2018.
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