m6A读取蛋白YTHDF2在调节肿瘤免疫逃逸中的内在作用

2024-07-10 Wed
报告：m6A读取蛋白YTHDF2在调节肿瘤免疫逃逸中的内在作用背景介绍近年来，免疫疗法成为肿瘤治疗领域的热点，因其能够突破免疫抑制屏障或增强现有的抗肿瘤免疫而受到关注。然而，尽管现有策略取得了一些成功，但由于肿瘤免疫逃逸机制的存在，患者对免疫疗法的抵抗现象依然普遍。肿瘤细胞具有内在能力，可以通过多种机制创建抑制性微环境，从而逃避免疫监视，最终导致免疫逃逸，限制了现有免疫疗法的疗效。
现有研究揭示了肿瘤细胞通过表观遗传重编程实现免疫逃逸的机制。多组学分析发现，RUNX3在肿瘤细胞中的表观遗传重编程促进了CD8+ T细胞的浸润，并缓解了其衰竭。此外，组蛋白调节因子PRC2（多梳抑制复合物2）被报道能阻断MHC-I介导的抗原呈递，促进肿瘤逃避T细胞介导的免疫。抑制DNA甲基化能诱导I型干扰素表达和肿瘤退化。这些研究表明，肿瘤细胞在表观遗传层面通过组蛋白修饰或DNA甲基化逃避免疫监视。然而，RNA表观遗传修饰是否以及如何参与免疫逃逸仍需进一步探索。
在这项研究中，我们发现了YTHDF2（YTH结构域家族蛋白2）在调节肿瘤细胞免疫逃逸中的作用。YTHDF2是一种已知的N6-甲基腺苷（m6A）读取蛋白，其通常通过m6A修饰的不稳定化mRNA发挥作用。我们发现肿瘤中YTHDF2的缺失会抑制肿瘤生长并延长免疫健全的肿瘤模型中的生存期。
研究来源该研究由Sai Xiao、Shoubao Ma、Baofa Sun、Wenchen Pu、Songqi Duan、Jingjing Han、Yaqun Hong、Jianying Zhang、Yong Peng、Chuan He、Ping Yi、Michael A. Caligiuri和Jianhua Yu等人合作完成。这些作者分别来自City of Hope National Medical Center、Nankai University、West China Hospital、Sichuan Agricultural University、University of Chicago和Third Affiliated Hospital of Chongqing Medical University。该论文于2024年5月31日发表在《Science Immunology》杂志上，文章编号为eadl2171。
研究详情实验流程在研究中，研究人员利用CRISPR-Cas9技术在两种小鼠肿瘤细胞系中敲除了YTHDF2基因：MC38结肠癌细胞系和表达卵清蛋白（OVA）的B16（B16-OVA）黑色素瘤细胞系。通过免疫印迹分析，发现YTHDF2蛋白在这两种细胞系中均完全缺失，而YTHDF1或YTHDF3的表达不受影响。进一步的实验表明，YTHDF2敲除对MC38和B16-OVA肿瘤细胞的体外增殖或凋亡没有明显影响，但在免疫健全的C57BL/6小鼠中，YTHDF2敲除肿瘤的生长明显减慢，且小鼠的生存期显著延长。
主要结果免疫逃逸机制YTHDF2缺失促进了CX3CL1的表达，进而促进了巨噬细胞的募集和极化。与野生型肿瘤细胞相比，YTHDF2缺失肿瘤细胞具有显著更高的CX3CL1表达，以促进巨噬细胞的募集，这些巨噬细胞在CD8+ T细胞衍生的IFN-γ存在下被极化为M1型（抗肿瘤或炎症性）巨噬细胞。这些抗肿瘤巨噬细胞通过抗原交叉呈递反过来激活CD8+ T细胞。此外，YTHDF2缺失的肿瘤细胞通过削弱肿瘤糖酵解代谢显示出对CD8+ T细胞介导的细胞毒性的更高敏感性。
IFN-γ介导的自噬降解IFN-γ通过自噬降解途径下调肿瘤中YTHDF2的表达，从而使肿瘤细胞对CD8+ T细胞介导的细胞毒性更加敏感。研究人员还发现了一种小分子化合物，可以优先诱导YTHDF2的降解，该化合物单独具有显著的抗肿瘤效果，但与抗PD-L1或抗PD-1抗体联合使用时效果更佳。
研究结论综合来看，YTHDF2似乎是一个调节肿瘤免疫逃逸的内在调节因子，代表了增强癌症免疫疗法的一个有前途的靶点。
研究意义该研究揭示了YTHDF2在肿瘤免疫逃逸中的重要作用，指出其不仅抑制巨噬细胞的募集和抗肿瘤极化，还抑制CD8+ T细胞的抗肿瘤效应功能。这些特性使肿瘤能够建立一个允许免疫抑制的肿瘤微环境，促进肿瘤进展。YTHDF2的基因敲除或药理学抑制促进了巨噬细胞向抗肿瘤M1表型的极化，并在IFN-γ存在下增强了其抗原交叉呈递能力。CD8+ T细胞及其相关的IFN-γ通过促使肿瘤内在YTHDF2降解，使肿瘤细胞对CD8+ T细胞介导的细胞毒性更加敏感。
研究亮点肿瘤内在YTHDF2：YTHDF2不仅抑制巨噬细胞的募集和抗肿瘤极化，还抑制CD8+ T细胞的抗肿瘤效应功能。
IFN-γ介导的自噬降解：IFN-γ通过自噬降解途径下调肿瘤中YTHDF2的表达，使肿瘤细胞对CD8+ T细胞介导的细胞毒性更加敏感。
新型小分子化合物：研究发现了一种小分子化合物，可以优先诱导YTHDF2的降解，单独使用具有显著的抗肿瘤效果，联合使用效果更佳。
进一步研究研究表明，YTHDF2缺失肿瘤细胞表现出与野生型肿瘤细胞相比更低的葡萄糖代谢。然而，RNA免疫沉淀测序和m6A测序数据表明，YTHDF2可能间接调节肿瘤中的葡萄糖代谢基因。因此，YTHDF2可能通过其他机制控制这些代谢基因。这一观察背后的详细机制尚需进一步确定。
结论这项研究揭示了m6A读取蛋白YTHDF2在肿瘤免疫逃逸中的内在和核心作用。我们的工作强调了YTHDF2不仅在免疫细胞内而且在肿瘤细胞内都是一个有吸引力的靶点。最后，我们发现df-a7是一种安全、有效且潜在可药用的小分子化合物，用于靶向YTHDF2。
该研究的结果不仅为理解肿瘤免疫逃逸机制提供了新的视角，还为癌症免疫疗法的开发提供了新的潜在靶点。