肿瘤|魔高一尺,道高一丈!清华大学徐萌团队发现能量代谢与肿瘤免疫逃逸的关系

目前有研究发现 , 肿瘤细胞可以通过组蛋白修饰、DNA 甲基化和染色质结构改变等协同作用 , 通过表观调控实现免疫逃逸 。前期研究发现动态可逆的 RNA m6A 甲基化与肿瘤发生和转移之间存在密切联系 。考虑到 m6A 甲基化的可逆性 , 研究团队推测肿瘤会通过调控 m6A 甲基化过程来改变肿瘤微环境 。然而 , 肿瘤自身的(Tumor intrinsic)RNA 表观转录组是否参与免疫逃逸仍是未知的 。
2021 年 4 月 27 日 , 清华大学徐萌团队联合中科院北京基因组研究所韩大力团队 , 中科院上海药物研究所杨财广团队共同在 Cell 子刊Cell Metabolism发表题为Tumors exploit FTO-mediated regulation of glycolytic metabolism to evade immune surveillance的研究论文 。
肿瘤|魔高一尺,道高一丈!清华大学徐萌团队发现能量代谢与肿瘤免疫逃逸的关系
文章图片


图片来源:Cell Metabolism
FTO 通过 m6A 依赖的方式调控 bZIP 转录因子
为进一步探究 FTO 与转录因子之间的调控关系 , 研究人员对 B16-OVA 肿瘤细胞进行 M6A-seq 。通过计算每个峰 m6A 比率 , 研究人员发现 Fto 敲降导致 m6A 甲基化整体增加 。研究人员进一步挑选了 83 个 FTO-m6A 直接调控基因进行 GO 分析 , 发现DNA 结合和转录激活显著富集 , 包括 bZIP 转录因子 Jun 和 Cebpb 。
【肿瘤|魔高一尺,道高一丈!清华大学徐萌团队发现能量代谢与肿瘤免疫逃逸的关系】为了分析这些 mRNA 中 m6A 增加是否与 FTO 直接相关 , 研究人员在肿瘤细胞中过表达了 CRISPR-dCas13 融合蛋白 , 发现在 gRNA-Cebpb-JunB 和 dCas13b-FTO 共转染时 , JunB 和 C/EBPβ 及下游糖酵解基因显著上调 , 这些结果表明 FTO 通过去甲基化 Junb 和 Cebpb 来调控下游糖酵解基因 。
肿瘤|魔高一尺,道高一丈!清华大学徐萌团队发现能量代谢与肿瘤免疫逃逸的关系
文章图片


图片来源:Cell Metabolism
Dac51 是一种有效的 FTO 抑制剂
已有报道表明 FTO 抑制剂具有明显的抗肿瘤效果 , 然而目前还没有研究探究在免疫肿瘤微环境中使用 FTO 抑制剂激活 T 细胞 。因此 , 研究人员优化了 FTO 抑制剂得到了 Dac51 。体外实验表明 , Dac51 对 FTO 去甲基化活性具有良好的抑制活性 。
此外 , 研究人员还测定了 FTO 和 Dac51 配合物的晶体结构 , 发现 Dac51 的异羟肟酸与 Ser229 之间存在额外的氢键 , 可能导致 Dac51 与 FTO 的结合显著增强 。Dac51 处理与 Fto 敲降对糖酵解代谢的抑制水平相似 。
这些结果表明Dac51 可以作为一种有效的 FTO 抑制剂 , 通过抑制 FTO 介导的 Jun 和 Cebpb 转录本的去甲基化 , 抑制肿瘤细胞的糖酵解能力 。
肿瘤|魔高一尺,道高一丈!清华大学徐萌团队发现能量代谢与肿瘤免疫逃逸的关系
文章图片


图片来源:Cell Metabolism
Dac51 治疗增加了 T 细胞浸润 , 并与 PD-L1 抗体具有协同作用
为了确定 Dac51 是否具有类似 Fto 敲降的抗肿瘤作用 , 研究人员进行体外共培养试验 。在与 Dac51 预处理的 B16-OVA 肿瘤细胞共培养的 T 细胞中 , 发现细胞因子释放增强 , 细胞毒性提高 。研究人员探究 Dac51 对患者来源类器官(patient-derived organoids , PDOs)的影响时发现 , Dac51 处理后 c-Jun , C/EBPb 和 JunB 表达降低 , 编码糖酵解酶基因(LDHA 和 PFKP)同样下调 , 而 T 细胞激活增加 。
为评估 Dac51 对体内肿瘤模型的抗肿瘤作用 , 研究发现 Dac51 治疗可有效的抑制肿瘤在体内生长 。此外 , 研究人员还探究了 Dac51 和免疫检查点阻断剂联合治疗的效果 , 发现联合治疗肿瘤生长减慢 , 小鼠总体生存期延长 。

推荐阅读