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    Nature| TissueFAXS Cytometry助力耶鲁大学严钦团队发明肿瘤免疫治疗新靶点KDM5B的表观遗传学调控机制

    免疫治疗

    免疫检查点(Immune checkpoint)是免疫系统的调理器。这些通路对自我耐受很重要 ,自我耐受可以避免免疫系统不加选择地攻击细胞。肿瘤细胞或肿瘤组织往往会利用一些手段激活免疫检查点 ,使抗原不可被T细胞识别 ,从而抑制了T细胞的免疫学作用 ,逃避了机体的免疫监视。

    针对肿瘤免疫逃逸开发的抗肿瘤免疫疗法中 ,免疫检查点阻断剂已被证实对多种癌症治疗相当有效 ,例如CTLA-4、 PD-1相关药物等。但由于原发性或获得性耐药的原因 ,这类药物对部分患者治疗无效。的研究标明 ,一些表观遗传调理因子加入了抑制抗肿瘤免疫反应 ,说明表观遗传疗法或可增强抗肿瘤免疫反应 ,并克服对现有免疫疗法的对抗。

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    2021年10月20日 ,来自耶鲁大学癌症中心的严钦团队在Nature上宣布文章。该文章发明KDM5B通过作用于逆转录元件 ,增进肿瘤免疫逃逸。结果揭示 ,阻断KDM5B或阻断KDM5B-SETDB1相互作用 ,可以有效提高抗肿瘤免疫反应 ,克服免疫检查点抑制剂治疗对抗。

    KDM5家族卵白是一类去组卵白甲基化酶 ,是KDM5 4种亚型中的一种 ,它加入基因的表观遗传调控历程。KDM5酶关于耐药性的泛起起到了重要作用 ,敲除编码KDM5酶(包括KDM5A与KDM5B)的基因或者是使用KDM5酶抑制剂 ,可以激活滋扰素信号通路 ,增强免疫应答。

    研究团队通过Gene Ontology (GO)剖析技术发明KDM5B的表达与免疫系统历程中的基因呈负相关 ,然后使用免疫原性YUMMER1.7小鼠玄色素瘤模型对Kdm5b缺失造成的影响进行了一系列评估 ,并借助测序的要领发明KDM5B激活了I型滋扰素反应的途径 ,以及对逆转录元件的作用情况。作者利用人玄色素瘤细样本进行了验证。

    通过文章发明 ,作者文章有两个要害性支撑点:

    1. 在患者样本中发明了KDM5B的作用;

    2. KDM5B作用点在逆转录原件实现表观遗传调控。

    在这两个数据支撑点上 ,均接纳了TissueGnostics公司的全景组织定量剖析技术 ,不但在原位数据中精准获得了单细胞水平的卵白表达强度定量数据 ,还通过抗双链RNA抗体对RNA表达水平进行了定量剖析。宣布了看法:KDM5B通过作用于逆转录元件 ,增进肿瘤免疫逃逸。

    实验部分

    为了制止测序及生物信息学剖析数据带来的不确定性 ,作者团队使用了免疫组化和免疫荧光技术 ,在组织学原位进行了验证 ,在要害的环节中 ,还利用奥地利TissueGnostics公司全景组织流式定量剖析技术 ,进行图像收罗和定量剖析。为了体现数据的客观与精准性 ,作者用了大篇幅对这个技术要领进行了详细描述:

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    利用5X物镜进行全景预览 ,然后20X物镜对识别的组织区域进行全景扫描成像。再将获取的组织全景图像导入剖析软件中 ,原位单细胞识别及定量剖析技术识别阳性细胞及平均强度。其结果通过散点图与直方图泛起。利用正反向回溯功效实时调理cut-off线。

    正反向回溯功效:组织、细胞数据剖析中运用正反向回溯功效 ,支持从图像到数据的正向剖析 ,也支持从数据结果到图像的反向回溯验证 ,将影像与剖析结果紧密结合 ,实现数字化图像、散点图及数据间的三方面实时联动。对数据有效性进行独立重复的验证 ,精准权衡组织细胞信号拆区分识结果 ,包管样本识别的精度、阳性率划分的阈值或是追溯阳性信号在组织中的原位信息的可靠性 ,更进一步资助研究者定位剖析干细胞等稀有细胞亚群。

    01

    作者接纳免疫荧光染色的组织样本 ,结合抗PD-1治疗之前的玄色素瘤样本进行转录组剖析 ,发明对免疫检查点(immune checkpoint blockade ,ICB)有反应的患者KDM5B染色较弱 ,缺乏可检测到的KDM5B高玄色素瘤细胞 ,而对ICB有反应的患者有KDM5B高玄色素瘤细胞的主要亚群。这些结果标明KDM5B与肿瘤炎症水平呈负相关 ,可能是肿瘤免疫抑制剂响应低的生物标记物 ,靶向KDM5B可能诱导T细胞浸润并克服对ICB的耐药性。

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    Figure 1治疗前玄色素瘤免疫荧光样本melanoma cocktail(绿色)、KDM5B(红色)和DAPI(蓝色)

    A-C:抗PD-1治疗的3名PD-1无应答患者的免疫荧光图像;D-F:3名完全应答患者的免疫荧光图像。G:肿瘤微情况中KDM5B和玄色素瘤标记物的平均强度散点图。KDM5B和玄色素瘤标记阳性的细胞位于右上象限。

    02

    作者研究了KDM5B抑制逆转录元件表达情况 ,针对RNA水平的验证 ,使用了抗双链RNA单抗-J2抗体 ,在KDM5B表达水平低的应答者中检测到比那些KDM5B水平高的无应答者更高水平的双链RNA。

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    Figure 2KDM5B缺失诱导内源性逆转录酶元件表达并形成dsRNA

    用J2抗体(红色)和DAPI(蓝色)对免疫检查点抑制剂完全应答或无应答患者的代表性患者的dsRNA进行免疫荧光染色(左侧)和定量(右侧)。


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