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MSH6作为PD-L1转录调控因子的新发现:揭示错配修复缺陷肿瘤免疫治疗差异响应的分子机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月17日 来源:Neoplasia 6.3
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本研究针对约50%错配修复缺陷(MMRd)肿瘤对免疫检查点抑制剂(ICIs)耐药的问题,首次揭示MSH6通过SETD2依赖性机制直接调控PD-L1转录的关键作用。研究人员发现MLH1/MSH2/PMS2缺失会上调PD-L1表达,而MSH6缺失则导致PD-L1诱导障碍,全外显子测序显示MSH6敲除细胞虽具有更高肿瘤突变负荷(TMB)但微卫星不稳定性(MSI)较低。该发现为MMRd患者基因特异性分层治疗提供了新依据,论文发表于《Neoplasia》。
在肿瘤免疫治疗领域,错配修复缺陷(MMRd)肿瘤因其高突变负荷被视作免疫检查点抑制剂(ICIs)治疗的理想靶点。然而临床数据显示,约半数MMRd患者对PD-1/PD-L1抑制剂治疗无响应,这种异质性背后的分子机制始终是未解之谜。传统观点将治疗响应差异简单归因于肿瘤突变负荷(TMB)或微卫星不稳定性(MSI)水平,但越来越多的证据表明,不同MMR基因缺失可能导致截然不同的生物学特征。
牛津大学的研究团队在《Neoplasia》发表的重要研究,首次揭示了MSH6蛋白在调控PD-L1表达中的非经典功能。通过系统性比较MLH1、MSH2、PMS2和MSH6缺失的细胞模型,研究人员意外发现:当MLH1、MSH2或PMS2被沉默时,PD-L1表达显著上调;而MSH6缺失却导致PD-L1诱导障碍。这一现象在DNA损伤剂(顺铂)和干扰素(IFNγ/α/β)刺激下均保持一致,提示MSH6可能通过独立于DNA修复的机制调控PD-L1。
研究采用CRISPR-Cas9基因编辑构建敲除细胞系,结合染色质免疫沉淀(ChIP)和全外显子测序(WES)等关键技术。其中ChIP实验使用针对PD-L1启动子区的三组引物,WES分析则采用MSIsensor评估MSI水平,并通过Mutect2进行突变谱分析。
在"MSH6缺失不导致PD-L1表达增加"部分,研究发现MSH6敲除的U2OS和CT26细胞中,PD-L1蛋白和mRNA水平均显著低于MLH1敲除细胞。流式细胞术显示,经顺铂处理后MLH1敲除细胞PD-L1+细胞比例比MSH6敲除组高3-5倍。
"PD-L1表达与TMB/MSI相关性"部分揭示了惊人发现:虽然MSH6敲除细胞具有更高TMB(主要是非同义单核苷酸变异),但其MSI水平却显著低于MLH1敲除细胞。这表明PD-L1表达与MSI而非TMB存在相关性,挑战了传统认知。
关键突破出现在"MSH6直接结合PD-L1启动子"部分。ChIP-qPCR证实MSH6(而非其异二聚体伴侣MSH2)能特异性结合PD-L1启动子区-455bp至-356bp区域。在G1期细胞中仍能检测到这种结合,提示其转录调控功能独立于经典的S期错配修复功能。
机制研究发现,组蛋白三甲基转移酶SETD2是MSH6招募的关键介质。当SETD2被siRNA沉默后,MSH6与PD-L1启动子的结合完全消失,表明该过程依赖SETD2催化的H3K36me3表观遗传标记。
这项研究重新定义了MSH6的双重功能:既是DNA修复的关键因子,又是PD-L1转录的直接调控者。其重要意义在于:首先,解释了为何MSH6缺陷型肿瘤对ICIs响应较差;其次,提出MMRd患者应进行基因特异性分层(MLH1/PMS2/MSH2缺失vs MSH6缺失);最后,揭示了SETD2-H3K36me3-MSH6轴可作为预测PD-L1表达的新标志物。这些发现为精准免疫治疗提供了分子分型基础,将推动MMRd肿瘤临床诊疗策略的革新。
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