Nature Communications |上海市免疫学研究所李华兵及合作团队揭示RNA结合蛋白DENR调控PD-L1的新机制
2022-04-24 浏览( 来源:免疫学研究所 
 撰稿:陈柏文、李华兵
 摄影:

4月19日,上海交通大学医学院上海市免疫学研究所李华兵研究员团队和复旦大学附属眼耳鼻喉科医院李华斌教授等团队合作在Nature Communications上发表了题为DENR controls JAK2 translation to induce PD-L1 expression for tumor immune evasion的研究论文,该研究揭示了RNA结合蛋白-翻译再起始因子DENR通过促进JAK2的蛋白翻译及JAK2-STAT1信号通路调控PD-L1的表达,从而参与肿瘤免疫逃逸过程的新机制。

以PD1/PD-L1为靶点的免疫治疗在多种肿瘤的治疗中取得了显著的效果,开创了肿瘤免疫治疗新时代,但仍存在患者治疗效果不佳甚至出现抵抗1等问题,因而迫切需要对PD-L1的分子调控机制进行更深入地研究。RNA结合蛋白(RNA-binding proteins, RBPs)是一类特殊的结合RNA的蛋白,参与调控RNA的整个代谢过程,包括转录、RNA修饰、转运、胞内定位、翻译、降解等2。RBPs能结合众多靶标RNA形成复杂的转录后调控网络,在维持细胞稳态中发挥重要作用。RBPs和RNA网络的紊乱也能促进癌细胞的增殖和侵袭3,4。但目前仍不清楚是否存在特定RNA结合蛋白调控肿瘤细胞PD-L1的表达介导肿瘤免疫逃逸的机制。

课题组前期工作已通过CRISPR/Cas9技术,筛选了700个RBPs,鉴定出m6A甲基转移酶METTL3在巨噬细胞中正向调控TNF-α以及其他炎症因子的表达从而抑制肿瘤的生长5。该工作为本研究建立了稳定的筛选系统。

在本研究中,研究团队通过CRISPR/Cas9技术筛选了1467个RBPs,发现敲除密度调节翻译再起始因子DENR能显著降低多种细胞PD-L1的表达。敲除DENR的肿瘤细胞在体外和CD8+ T细胞共培养表现出更高的凋亡比例,在体内成瘤实验中表现出更多的CD8+ T细胞浸润和更缓慢的肿瘤生长。临床数据分析发现DENR低表达的黑色素瘤患者对anti-PD1治疗更敏感。在机制研究方面,分析RNA-seq结果后发现,敲除DENR后肿瘤细胞PD-L1 mRNA水平显著降低,同时伴随IFNγ-JAK-STAT信号通路受损。对DENR敲除细胞JAK-STAT通路进行WB检测,发现JAK2的蛋白水平显著降低,而mRNA水平不受影响。进一步研究发现JAK2的5’UTR中存在3个上游阅读框(uORF)序列,通过荧光报告实验、Ribo-qPCR和Ribo-seq数据分析,发现敲除DENR后会导致核糖体累积在uORF序列上,从而减少了JAK2的蛋白翻译(图1)。综上所述,DENR能够提高JAK2的蛋白翻译效率,进而通过JAK2-STAT1信号通路正向调控PD-L1的表达,从而促进肿瘤的免疫逃逸。

图1.敲除DENR后核糖体无法越过JAK2 mRNA的上游阅读框,导致JAK2蛋白翻译减少,IFNγ-JAK2-STAT1通路受损,最终PD-L1表达降低。

复旦大学附属眼耳鼻喉科医院陈柏文博士、胡娴婷博士和附属瑞金医院胡佳佳博士为本论文的第一作者。上海交通大学医学院上海市免疫研究所李华兵研究员、复旦大学附属眼耳鼻喉科医院李华斌教授、附属瑞金医院蔡伟主任和暨南大学附属珠海市人民医院占美晓主任为该文的共同通讯作者。特别感谢上海市免疫学研究所叶幼琼研究员等对本研究的支持。该研究工作得到了国家自然科学基金委员会和上海市科学技术委员会的支持。

 

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