JCI丨侯军委/洪明奇/张欣揭示PD-L1在细胞核中的非经典功能

学术   2024-12-04 14:30   四川  

癌细胞可通过其细胞膜表面的PD-L1与T细胞上的PD-1相互作用,从而逃避免疫系统中杀伤性T细胞的攻击。针对PD-1/PD-L1通路的抗体疗法已广泛应用于多种癌症类型,并显著提高了患者的生存率。然而,这种疗法的耐药性在很大程度上限制了其在癌症患者中的整体疗效。因此,克服PD-1/PD-L1阻断疗法耐药性的挑战已成为临床上亟需解决的问题。 近年来,PD-L1在细胞核中的定位和功能也逐渐被关注。有研究表明,核PD-L1(nPD-L1)的转位水平依赖于其乙酰化,而这一过程可能限制PD-1阻断疗法的抗肿瘤反应。然而,在大多数情况下,PD-L1主要分布于细胞质中,nPD-L1的基础水平极低(<3%)。因此,对于nPD-L1在肿瘤进展、抗肿瘤免疫以及免疫治疗中的作用及其机制仍不清楚。


近日,中南大学湘雅医院侯军委研究员、张欣教授联合中国医药大学(中国台湾)洪明奇院士在国际期刊Journal of Clinical Investigation发表题为Nuclear PD-L1 compartmentalization suppresses tumorigenesis and overcomes immunocheckpoint therapy resistance in mice via histone macroH2A1 的文章,对上述问题进行了深入研究。



为明确nPD-L1的生理功能,实验室首先建立了nPD-L1过表达的稳定细胞系。细胞实验和动物实验证明nPD-L1在体内外均能抑制肿瘤的发生,生长和侵袭。在免疫健全的小鼠模型中,nPD-L1组显示出了比PD-L1敲除更为显著的肿瘤抑制效应,这表明nPD-L1不仅增强了抗肿瘤免疫而且克服了PD-L1缺失后免疫抵抗的肿瘤细胞的抗性,暗示了nPD-L1可能具有克服PD-L1/PD-1抗体疗法耐药的潜力。为进一步明确促进PD-L1核富集的关键分子,研究团队对nPD-L1进行了免疫共沉淀(co-IP)分析,并结合质谱技术对其相互作用蛋白进行了鉴定。结果发现,AMP活化蛋白激酶α(AMPKα)与nPD-L1存在直接地相互作用。通过构建AMPKα敲除细胞系,并结合co-IP和免疫荧光分析,该研究证实AMPKα是PD-L1核富集的关键分子。


为探索nPD-L1抑制肿瘤生长和增强抗肿瘤免疫的分子机制,研究团队采用蛋白质组学和数据分析,发现P-AMPKα与nPD-L1协同磷酸化了组蛋白变体macroH2A1,后者通过表观机制激活了衰老,JAK-STAT和Hippo通路基因。此三条信号通路一方面直接抑制了肿瘤的发生和生长,另一方面上调了癌细胞膜表面的MHC-I和IFNGR,进而增强了抗肿瘤免疫并克服了免疫检查点疗法的耐药。最后,研究团队通过筛选,发现硫辛酸(Lipoic Acid,LA)能够有效诱导PD-L1核富集并显著增敏了PD-L1/PD-1抗体的疗效,为肿瘤免疫治疗提供了潜在的新策略



原文链接:https://www.jci.org/articles/view/181314

侯军委研究员围绕肿瘤免疫和细胞死亡领域的关键科学问题进行探索,已以第一/通讯作者身份在Nature Cell Biology, Molecular Cell, Journal of Clinical Investigation (2024a, 2024b),Seminar in Immunology等权威期刊发表多篇论文。目前,实验室进入快速发展阶段,科研方向明确,经费充足,诚招博士后/技术员/科研助理,欢迎有志于科研的青年才俊加盟。

制版人:十一



参考文献




1. Acetylation-dependent regulation of PD-L1 nuclear translocation dictates the efficacy of anti-PD-1 immunotherapy. Nat Cell Biol. 2020 Sep;22(9):1064-1075.
2. Nuclear PD-L1 compartmentalization suppresses tumorigenesis and overcomes immunocheckpoint therapy resistance in mice via histone macroH2A1. J Clin Invest. 2024 Nov 15;134(22):e181314.

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