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作者及研究机构

该研究的主要作者包括For-Fan Chan、Vincent Wai-Hin Yuen、Jialing Shen、Don Wai-Ching Chin、Cheuk-Ting Law、Bowie Po-Yee Wong、Cerise Yuen-Ki Chan、Jacinth Wing-Sum Cheu、Irene Oi-Lin Ng、Carmen Chak-Lui Wong和Chun-Ming Wong。研究机构为香港大学李嘉诚医学院的肝脏研究国家重点实验室和病理学系，以及香港科学园的肿瘤与免疫学中心。研究发表于《Hepatology》期刊，预计于2023年发布。

学术背景

该研究聚焦于染色质组装因子1（Chromatin Assembly Factor 1, CAF-1）组蛋白伴侣复合物在肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）中的免疫调节作用及其治疗潜力。HCC是最常见的肝癌类型，2020年全球癌症统计中排名第六，是癌症相关死亡的第三大原因。尽管免疫检查点抑制剂（Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs）已被FDA批准用于多种癌症治疗，但在HCC患者中，ICIs的响应率较低，尤其是在晚期HCC中，多种免疫逃逸机制导致其疗效有限。近年来，研究表明表观遗传干预（如DNMT和LSD1抑制剂）可以激活抗癌免疫反应，并增加癌症对ICIs的敏感性。然而，组蛋白伴侣和组蛋白变体在HCC免疫反应中的作用尚不清楚。

CAF-1是一种复制依赖的表观遗传调节因子，控制细胞周期进程和染色质动态。它由CHAF1A、CHAF1B和RBBP4蛋白组成，负责在DNA复制期间将经典的组蛋白H3.1组装到染色质中。CAF-1的H3.1组装对于异染色质的建立至关重要，而异染色质的破坏可能导致内源性逆转录病毒元件（Endogenous Retrovirus Elements, ERVs）的表达，从而触发抗病毒免疫反应。本研究旨在探讨CAF-1复合物在HCC中的免疫调节作用及其作为治疗靶点的潜力。

研究流程

研究分为以下几个步骤：

1. CAF-1复合物的表达分析：

   • 使用RNA测序（RNA-seq）和免疫组织化学（IHC）分析了HCC患者和TCGA队列中组蛋白伴侣的表达模式。
   • 结果显示，CAF-1复合物在HCC样本中显著上调，并与HCC患者的不良预后相关。

2. CAF-1敲除模型的建立：

   • 使用CRISPR/Cas9系统在HCC细胞系（MHCC97L和Huh-7）中敲除CHAF1B基因，并通过Sanger测序和Western blot验证敲除效果。
   • 敲除CAF-1显著抑制了HCC细胞的增殖、克隆形成和迁移能力，并诱导了细胞凋亡。

3. 体内实验：

   • 在裸鼠和免疫活性小鼠中进行了原位移植和自发HCC形成实验。
   • CAF-1敲除显著抑制了肿瘤的形成和肺转移，并延长了小鼠的生存时间。

4. 机制研究：

   • 通过RNA-seq、ChIP-seq和ATAC-seq分析了CAF-1敲除后表观基因组和转录组的变化。
   • CAF-1敲除导致复制应激和染色质不稳定性，进而引发胞质DNA泄漏和ERVs的表达。
   • ERVs的双向转录形成双链RNA（dsRNA），激活了STING和dsRNA病毒感应通路，进而触发炎症反应和抗肿瘤免疫监视。

5. 免疫反应分析：

   • 通过流式细胞术和免疫荧光染色分析了CAF-1敲除后肿瘤微环境的变化。
   • CAF-1敲除显著增加了肿瘤中CD8+ T细胞的浸润，并增强了ICIs的治疗效果。

主要结果

1. CAF-1在HCC中的表达上调：

   • CAF-1复合物在HCC样本中显著上调，并与患者的不良预后相关。

2. CAF-1敲除抑制HCC生长：

   • CAF-1敲除显著抑制了HCC细胞的增殖、克隆形成和迁移能力，并诱导了细胞凋亡。
   • 在体内实验中，CAF-1敲除显著抑制了肿瘤的形成和肺转移。

3. CAF-1敲除触发免疫反应：

   • CAF-1敲除导致复制应激和染色质不稳定性，进而引发胞质DNA泄漏和ERVs的表达。
   • ERVs的双向转录形成dsRNA，激活了STING和dsRNA病毒感应通路，进而触发炎症反应和抗肿瘤免疫监视。

4. CAF-1敲除增强ICIs疗效：

   • CAF-1敲除显著增加了肿瘤中CD8+ T细胞的浸润，并增强了ICIs的治疗效果。

结论

该研究表明，CAF-1复合物在HCC的发生和发展中起着关键作用。CAF-1的抑制通过触发复制应激、染色质不稳定性和ERVs的表达，激活了抗癌免疫反应，并增强了ICIs的治疗效果。因此，CAF-1复合物可能成为HCC免疫治疗的潜在靶点。

研究亮点

1. 重要发现：CAF-1复合物在HCC中的上调与患者的不良预后相关，CAF-1敲除通过触发免疫反应显著抑制了HCC的生长。
2. 方法创新：使用CRISPR/Cas9系统敲除CAF-1，并结合RNA-seq、ChIP-seq和ATAC-seq等多组学分析，全面揭示了CAF-1在HCC中的作用机制。
3. 应用价值：CAF-1抑制可能成为HCC免疫治疗的潜在策略，特别是与ICIs联合使用时，有望提高治疗效果。

总结

该研究不仅揭示了CAF-1复合物在HCC中的重要作用，还为HCC的免疫治疗提供了新的思路。通过CAF-1抑制激活抗癌免疫反应，可能为HCC患者带来新的治疗希望。