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结直肠癌免疫抑制机制尚不明确,上海交通大学医学院等研究人员开展 YAP/TEAD4/SP1 与 VISTA 关系的研究。结果发现 SP1 可调节 YAP/TEAD4 介导的 VISTA 表达,影响预后。该研究揭示新机制,为免疫治疗提供新靶点。
在肿瘤的世界里,免疫抑制就像癌细胞的 “保护伞”,庇护它们逃脱免疫系统的攻击。结直肠癌(CRC)作为常见的恶性肿瘤,其免疫抑制机制一直是科研人员想要攻克的难题。YAP/TAZ 作为 Hippo 通路的关键下游效应因子,在多种癌症中异常激活,不仅参与肿瘤的生长、转移,还在构建免疫抑制性肿瘤微环境(TME)中发挥重要作用 。V - 结构域免疫球蛋白 T 细胞活化抑制因子(VISTA)作为新兴的免疫检查点,在肿瘤免疫中备受关注,然而其在结直肠癌细胞中的生物学功能和转录机制却并不清楚。为了解开这些谜团,来自上海交通大学医学院新华医院、复旦大学中山医院等机构的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《Cell Death & Differentiation》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,通过细胞转染技术,将质粒 DNA 或小干扰 RNA(siRNA)导入细胞,以调控基因表达;利用蛋白质免疫印迹(Western blot)和免疫沉淀(immunoprecipitation)技术,检测蛋白质的表达和相互作用;借助染色质免疫沉淀 - 定量聚合酶链式反应(ChIP - qPCR)和染色质免疫沉淀测序(ChIP - seq)分析,探究转录因子与基因启动子区域的结合情况。在动物实验方面,构建了裸鼠异种移植瘤模型,评估药物对肿瘤生长的影响。此外,还对患者来源的肿瘤组织进行了组织微阵列和免疫组化(IHC)分析,以研究相关蛋白的表达与临床预后的关系。样本队列来源于新华医院 2008 年 1 月至 2018 年 12 月收集的 190 对结直肠癌和正常黏膜标本。
下面来看看具体的研究结果。
- SP1 增强 YAP/TEAD 复合物的转录活性促进结直肠癌发展:研究人员通过 RNA 测序(RNA - seq)和基因集富集分析(GSEA)发现,敲低 SP1 会使多个经典 YAP/TEAD 靶基因的 mRNA 水平下降。进一步研究表明,SP1 与 TEAD4 在基因组上的结合位点存在重叠,且 SP1 能增强 YAP/TAZ 诱导的 TEAD 活性。功能实验显示,敲低 SP1 可减弱 YAP 介导的细胞增殖、迁移和肿瘤生长,这表明 SP1 是 YAP/TEAD4 的转录共调节因子,共同促进结直肠癌的发生发展。
- SP1 与 YAP/TEAD 复合物相互作用:实验发现,在 293T 细胞中,SP1 主要与 TEAD4 相互作用,而在 HCT116 结直肠癌细胞中,内源性的 YAP、TAZ 和 TEAD 均可与 SP1 发生较弱的相互作用。通过构建突变体和结构域缺失实验,确定了 SP1 与 TEAD4 相互作用的关键区域,即锌指结构域(ZNF domain)和 C 末端 D 结构域。这些结果表明 SP1 能够与 YAP/TEAD 复合物相互作用并增强其转录活性。
- 血清刺激 SP1 - TEAD4 相互作用依赖 PKCζ 激酶:血清可刺激 YAP/TEAD 的转录活性,研究发现血清也能增强 SP1 与 TEAD4 的相互作用。通过对 SP1 磷酸化位点的突变研究,证实 PKCζ 对 SP1 的磷酸化在促进 SP1 - TEAD4 相互作用中起关键作用。敲低 PKCζ 或抑制其活性,会减弱血清诱导的 SP1 - TEAD4 相互作用以及 YAP/TEAD 靶基因的表达,抑制肿瘤细胞的增殖和迁移。这说明 PKCζ 正调控 SP1 与 TEAD4 的相互作用,SP1 与 TEAD4 协同促进结直肠癌的发生。
- 光神霉素 A 和维替泊芬协同抑制结直肠癌生长:鉴于 SP1 与 YAP/TEAD 复合物在结直肠癌中的重要作用,研究人员推测联合抑制 SP1 和 YAP/TEAD 可能具有协同抗肿瘤效果。实验结果显示,光神霉素 A(MMA)和维替泊芬(VP)联合处理结直肠癌细胞系、裸鼠异种移植瘤模型和患者来源的类器官,均表现出比单一药物更强的抑制肿瘤生长的作用,这表明靶向 SP1 和 YAP/TEAD 在结直肠癌治疗中具有协同抗肿瘤效应。
- YAP/TEAD/SP1 协同激活结直肠癌细胞中 VISTA 的转录:整合 RNA - seq 数据发现,VISTA 是 YAP/TAZ/TEAD 和 SP1 共同调控的下游靶基因。敲低 YAP、TAZ 或 SP1,会降低 VISTA 的 mRNA 和蛋白表达。ChIP - qPCR 和启动子荧光素酶报告实验证实,YAP/TEAD 和 SP1 可协同结合并调节 VISTA 基因的转录。功能实验表明,YAP/TEAD/SP1 通过上调 VISTA 表达,赋予结直肠癌细胞抵抗 T 细胞介导的细胞毒性的能力。
- VISTA 去糖基化增强 IHC 检测的敏感性:研究发现 VISTA 在多种结直肠癌细胞系中均有表达,但常规 IHC 检测显示其在肿瘤细胞中表达较低。通过去糖基化处理,发现 VISTA 存在糖基化修饰,去除糖基化后可显著增强 IHC 检测 VISTA 的信号强度。去糖基化后的 VISTA 表达与结直肠癌患者的不良预后相关,这表明 N - 连接糖基化阻碍了 VISTA 的检测,而去糖基化可提高检测的敏感性。
- YAP/SP1 的表达与 VISTA 表达正相关并预示结直肠癌预后不良:分析公共数据库发现,SP1 的 mRNA 水平与经典 YAP/TEAD 靶基因以及 VISTA 的 mRNA 水平呈正相关。在结直肠癌患者中,YAP 和 SP1 高表达的患者总生存期(OS)和无病生存期(DFS)最差。这表明 SP1 的上调与 YAP/TEAD 的转录活性相关,可通过激活 VISTA 的转录抑制抗肿瘤免疫。
研究结论表明,该研究揭示了结直肠癌中 YAP/TEAD4/SP1 诱导 VISTA 表达的转录调控机制,发现 PKCζ 通过磷酸化 SP1 促进 SP1 与 TEAD4 的相互作用,进而调节 YAP/TEAD 的转录活性。此外,研究还建立了蛋白质去糖基化策略,提高了临床样本中 VISTA 表达的检测准确性。这些发现为结直肠癌的免疫治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略,也为深入理解肿瘤免疫逃逸机制提供了重要依据。然而,研究也存在一定局限性,如缺乏体内小鼠模型来探究 YAP/TAZ/SP1 - VISTA 调控轴在结直肠癌免疫逃逸中的功能相关性。未来可利用人源化小鼠或转基因小鼠模型进一步研究该调控轴在体内的作用机制,为开发更有效的免疫治疗方法提供理论支持。