肿瘤逃逸新机制-mRNA疗法开发的潜在靶点

 收藏

关键词：新机制

资讯来源：生物制品圈

发布时间： 2022-04-16

是什么促使您解决这个研究问题？

我们的实验室专门研究乳腺癌和转移中的癌症干细胞 (CSC) 和肿瘤微环境 (TME)。有趣的是，几年前我们观察到，由于 LCOR 水平低，乳腺 CSC 对干扰素 (IFN) 的反应有缺陷，这是我们发现在乳腺上皮细胞分化中很重要的一个因素。这种IFN 不敏感性使我们认为 CSC 的抗原呈递能力较差，免疫原性较差，这表明肿瘤表型异质性和 CSC 可能会影响免疫逃避。因此，我们决定研究 CSC 在癌症免疫编辑、免疫监视逃避和免疫检查点阻断 (ICB) 治疗抗性中的影响，并在 Nature Cancer 上发表了这篇文章。

这项研究对您来说最令人惊讶的发现是什么？

最引人注目的观察之一是 ChIP-seq 在整个基因组中 Chr.6 的 MHC/APM 基因组簇中 LCOR 峰的主要积累。令人惊讶的是，这个高度进化保守的集群可以由 LCOR 直接完全编排。此外我们证明了不同的干细胞表型由于缺乏 LCOR 而关闭了该区域的染色质。在这方面，令人惊讶的是，LCOR 可以在有或没有 IFN 的情况下激活 ISRE，代表了一种新的肿瘤免疫机制。另一个令人惊叹的观察结果是 ICB 治疗表达 LCOR 的肿瘤的效率，几乎 100% 的病例有完全反应。这真的很令人兴奋，并让我们与抗 PD-L1 联合开发 LCOR mRNA 疗法。

你最近在工作之外学到的最酷的事情是什么？

IPN：就我而言，我对运动充满热情。具体来说，我从小就喜欢游泳，但由于很多原因，我离开了很长时间。最近，我回来了，看到我不像以前那样健康，有点令人沮丧。然而，经过几个星期的努力，我又达到了这个水平，所以我意识到，凡事需要坚持才能得到你想要的！

TCT：当我还是个孩子的时候，我在高水平的比赛中打网球，但在 12 岁的时候我筋疲力尽并长期退出。在疫情的最后两年，我重新开始打网球，并有一种爱它的感觉，就像我小时候一样——一种恢复活力的感觉

Left to right: Dr. Joan Albanell, Dr. Toni Celià-Terrassa, and PhD student Iván Pérez-Núñez.

LCOR mediates interferon-independent tumor immunogenicity andresponsiveness to immune-checkpoint blockade in triple-negative breast cancer

低水平LCOR使肿瘤干细胞更具隐蔽性

众所周知，三阴性乳腺癌 (TNBC) 难以治疗，虽然抗 PD-1 和抗 PD-L1 免疫疗法被批准为治疗选择，但它们在这种情况下并不是特别有效。研究 TNBC 中的免疫治疗耐药性，Pérez-Núñez 等人。最近发现了一种涉及 LCORlow 癌症干细胞 (CSC) 的新型肿瘤逃逸机制，并提出了一种潜在的策略来克服它。他们的研究结果最近发表在《自然癌症》上。

首先，Pérez-Núñez 等人。开发了一种免疫检查点阻断 (ICB) 抗性乳腺癌小鼠模型，该模型显示抗原加工机制 (APM)、IFN 信号传导和乳腺分化因子减少，包括配体依赖性共抑制因子 (LCOR)。这些肿瘤细胞还保持高 PD-L1 表达，并富含干细胞样和肿瘤起始品质以及癌症干细胞 (CSC)。在与 T 细胞共培养时，CSCs 比非CSCs 更能抵抗免疫介导的细胞杀伤，并诱导较少的 T 细胞活性。在人源化小鼠模型中观察到类似的结果。

在对 ICB 无反应者中也发现了在这些小鼠中定义的免疫抗性特征，以及增加的干细胞样特征。临床数据还显示，在对 ICB 无反应者的治疗中，LCOR 表达降低，CSC 特征增加。

更仔细地观察 CSC，研究人员发现，与非 CSC 相比，从患者和小鼠中分离的 CSC 显示出 APM 下调和低 LCOR 表达，并且APM 基因表达随着 LCOR 表达的降低而逐渐降低。Pérez-Núñez 等人怀疑 LCOR 可能调节 APM 的表达。采用增益和功能丧失突变来表明异位 LCOR 表达诱导 APM 途径基因，而 LCOR 敲低减少了它们。在功能上，具有低 APM 基因表达的 LCORlow CSC 表现出抗原加工和呈递受损。它们还显示出增加的球体形成，并增加了免疫缺陷小鼠的肿瘤起始能力，反映了它们固有的茎样特性。

接下来研究 LCOR 和 IFN 刺激之间的关系，研究人员表明 LCOR 对 APM 的影响与 IFN 刺激无关，因为 IFN 阻断不影响 LCOR 诱导APM 成分和增加体外抗原呈递的能力。有趣的是，用 IFNγ 治疗确实增加了 LCOR 对 APM 的影响，但这种影响在 LCOR 敲低细胞中被消除，这表明 LCOR 表达在诱导 APM 中起主导作用，并引发对 IFN 的敏感性。

为了准确确定 LCOR 如何影响 APM 的表达，研究小组确定 LCOR 与 DNA 的结合，而不是与核因子的结合，对于 APM 的诱导至关重要。CHIPseq 鉴定了包含 MHC-I 簇和所有 APM 基因的基因组区域上的 LCOR 结合区域，β2m 除外。该区域在胎儿乳腺干细胞中被关闭，表明存在保守的基因调控机制。额外的保守分析表明 LCOR 实际上在脊椎动物中高度保守，这表明 LCOR 可能是高度保守的转录激活因子。

跟进这一假设，Pérez-Núñez 等人。确定了结合基序，并发现 IFN 刺激的反应元件 (ISRE) 高度富集排名靠前的预测基序，特别是 IRF1 结合位点。使用 ISRE 报告器，该团队证明 LCOR 可以与 ISRE 结合并激活APM 基因的转录。添加 IFNγ 增加了 LCOR+ 中的 ISRE，但不增加 LCOR- 细胞，而 IFN 抑制剂降低了 LCOR+ 中的ISRE 活性，但不降低 LCOR- 细胞，验证了 LCOR 对 IFN 信号传导的主导作用。在 LCOR 过表达和 LCOR 敲低细胞中观察到类似的结果。

接下来，研究人员研究了 LCOR 介导的 APM 诱导对抗肿瘤免疫的影响，发现在与 CD8+ OT-I T 细胞共培养时，过表达 LCOR 的 OVA+ 肿瘤细胞会诱导更多的 T 细胞活化，并使肿瘤细胞更容易受到 T细胞介导的杀伤。在免疫功能正常的小鼠中，LCOR 过表达细胞的生长速度低于对照组（由于 CSC 样肿瘤起始能力降低，它们已经减少了生长），反映了免疫原性增加，随后抗肿瘤 CD4+ 和 CD8+ T 细胞浸润和抗肿瘤增加活动。在源自患者的 TNBC 样本中，LCOR 水平在具有高度细胞毒性免疫景观的肿瘤中最高，这些免疫景观富含 CD4+、CD8+ 和 γδ T 细胞特征。

观察 TNBC 样本在抗 PD-1 或抗PD-L1 治疗前后的临床数据，研究人员发现 LCOR 表达在残留疾病中始终较低，这与对具有高抗原呈递的细胞的免疫编辑一致，并且治疗前 LCOR 表达水平与对治疗的反应有关。在黑色素瘤的数据中观察到了类似的结果，这也显示了LCOR 表达与抗性特征之间的反比关系。

探索 LCOR 表达是否会影响对免疫疗法的反应，研究人员发现对照肿瘤对抗 PD-1 具有抗性，而 LCOR 敲低肿瘤甚至更具抗性。然而，过表达 LCOR 的肿瘤对 PD-L1 的反应会消退，在几项实验中，50 只小鼠中有 49 只产生了完全反应。这种效应依赖于 CD4+ 和 CD8+ T 细胞，并且在小鼠中持续长达一年的随访。值得注意的是，LCOR 过表达的效果强于将 IFN 诱导剂 Poly (I:C) 添加到抗 PD-L1 中的效果。LCOR 过表达还介导了肺转移模型中对 ICB 的反应。

最后，为了在治疗环境中利用 LCOR，Pérez-Núñez 等人。使用细胞外囊泡 (EV) 测试了 Lcor mRNA 的传递。在体外，用 Lcor mRNA 转导的肿瘤细胞显示出 CSC 群体减少、APM 基因上调以及对 CD8+ T 细胞介导的杀伤的易感性增加。在肺转移的小鼠模型中，在 EV 给药的 5 天内，在大多数肿瘤细胞中观察到 Lcor mRNA 的摄取和翻译。此外，与用 EV 对照和抗 PD-1 治疗的小鼠相比，用 Lcor mRNA EV 和抗 PD-1 连续治疗的小鼠显示出显着更长的存活期和肺转移的完全消除。

总体而言，这些结果支持 LCOR 作为 APM 转录激活因子的作用，其独立于 IFN 信号传导并引发 IFN 敏感性。CSCs 表达低水平的 LCOR 并因此下调抗原加工和呈递，因此具有独特的能力来逃避免疫监视和抵抗免疫治疗。通过递送 Lcor mRNA 可以潜在地靶向这种抗性机制，Lcor mRNA 可以上调抗原呈递并使隐藏的 CSC 可见并且容易受到免疫系统的攻击。