4月19日，上海交通大學醫(yī)學院上海市免疫學研究所李華兵研究員團隊和復(fù)旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院李華斌教授等團隊合作在Nature Communications上發(fā)表了題為DENR controls JAK2 translation to induce PD-L1 expression for tumor immune evasion的研究論文，該研究揭示了RNA結(jié)合蛋白-翻譯再起始因子DENR通過促進JAK2的蛋白翻譯及JAK2-STAT1信號通路調(diào)控PD-L1的表達，從而參與腫瘤免疫逃逸過程的新機制。
以PD1/PD-L1為靶點的免疫治療在多種腫瘤的治療中取得了顯著的效果，開創(chuàng)了腫瘤免疫治療新時代，但仍存在患者治療效果不佳甚至出現(xiàn)抵抗1等問題,因而迫切需要對PD-L1的分子調(diào)控機制進行更深入地研究。RNA結(jié)合蛋白(RNA-binding proteins, RBPs)是一類特殊的結(jié)合RNA的蛋白，參與調(diào)控RNA的整個代謝過程，包括轉(zhuǎn)錄、RNA修飾、轉(zhuǎn)運、胞內(nèi)定位、翻譯、降解等2。RBPs能結(jié)合眾多靶標RNA形成復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，在維持細胞穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。RBPs和RNA網(wǎng)絡(luò)的紊亂也能促進癌細胞的增殖和侵襲3,4。但目前仍不清楚是否存在特定RNA結(jié)合蛋白調(diào)控腫瘤細胞PD-L1的表達介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸的機制。
課題組前期工作已通過CRISPR/Cas9技術(shù)，篩選了700個RBPs，鑒定出m6A甲基轉(zhuǎn)移酶METTL3在巨噬細胞中正向調(diào)控TNF-α以及其他炎癥因子的表達從而抑制腫瘤的生長5。該工作為本研究建立了穩(wěn)定的篩選系統(tǒng)。
在本研究中，研究團隊通過CRISPR/Cas9技術(shù)篩選了1467個RBPs，發(fā)現(xiàn)敲除密度調(diào)節(jié)翻譯再起始因子DENR能顯著降低多種細胞PD-L1的表達。敲除DENR的腫瘤細胞在體外和CD8+ T細胞共培養(yǎng)表現(xiàn)出更高的凋亡比例，在體內(nèi)成瘤實驗中表現(xiàn)出更多的CD8+ T細胞浸潤和更緩慢的腫瘤生長。臨床數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)DENR低表達的黑色素瘤患者對anti-PD1治療更敏感。在機制研究方面，分析RNA-seq結(jié)果后發(fā)現(xiàn)，敲除DENR后腫瘤細胞PD-L1 mRNA水平顯著降低，同時伴隨IFNγ-JAK-STAT信號通路受損。對DENR敲除細胞JAK-STAT通路進行WB檢測，發(fā)現(xiàn)JAK2的蛋白水平顯著降低，而mRNA水平不受影響。進一步研究發(fā)現(xiàn)JAK2的5’UTR中存在3個上游閱讀框（uORF）序列，通過熒光報告實驗、Ribo-qPCR和Ribo-seq數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)敲除DENR后會導(dǎo)致核糖體累積在uORF序列上，從而減少了JAK2的蛋白翻譯（圖1）。綜上所述，DENR能夠提高JAK2的蛋白翻譯效率，進而通過JAK2-STAT1信號通路正向調(diào)控PD-L1的表達，從而促進腫瘤的免疫逃逸。
圖1.敲除DENR后核糖體無法越過JAK2 mRNA的上游閱讀框，導(dǎo)致JAK2蛋白翻譯減少，IFNγ-JAK2-STAT1通路受損，最終PD-L1表達降低。
復(fù)旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院陳柏文博士、胡嫻婷博士和附屬瑞金醫(yī)院胡佳佳博士為本論文的第一作者。上海交通大學醫(yī)學院上海市免疫研究所李華兵研究員、復(fù)旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院李華斌教授、附屬瑞金醫(yī)院蔡偉主任和暨南大學附屬珠海市人民醫(yī)院占美曉主任為該文的共同通訊作者。特別感謝上海市免疫學研究所葉幼瓊研究員等對本研究的支持。該研究工作得到了國家自然科學基金委員會和上海市科學技術(shù)委員會的支持。
