背景
癌症免疫疗法革新了多种晚期肿瘤的治疗模式。免疫检查点抑制剂 (ICIs)已经取得了高效、持久的抗肿瘤疗效，成为癌症治疗的新里程碑。然而，肝内胆管细胞癌 (ICC)对ICIs的应答率非常低，其潜在机制在很大程度上尚不清楚。我们研究了ICCs的肿瘤免疫微环境 (TIME)和潜在的调控机制，旨在开发抑制肿瘤生长和提高抗程序性细胞死亡蛋白-1 (PD-1)疗效的新靶点。
简介
2022年10月25日，来自中国中山大学的Haining Liu及其团队在Gut (IF: 19.819)杂志上发表名为Targeting tumour-intrinsic N7-methylguanosine tRNA modification inhibits MDSC recruitment and improves anti-PD-1 efficacy的研究[1]。
研究要点
1、免疫微环境中增加的多形核细胞MDSCs (PMN- MDSCs)有助于肿瘤的快速生长。
2、METTL1通过N7-甲基鸟苷-tRNA解码密码子频率依赖性机制上调趋化因子翻译，诱导ICC中PMN- MDSC蓄积和免疫抑制。
3、联合使用METTL1耗竭和CXCR2抑制剂可抑制PMN- MDSC蓄积，增强浸润淋巴细胞和ICIs疗效。
4、我们的发现阐明了一种新的基于机制的联合策略，以克服ICC中的抗程序性细胞死亡蛋白-1耐药性。
主要结果
PMN-MDSCs在晚期ICCs中显著增加，并与ICC进展相关
为了探索ICC的肿瘤免疫微环境 (TIME)，我们首先对不同肿瘤、淋巴结、转移 (TNM)阶段的59份ICC标本进行了RNA测序和GSVA (基因集V变异分析)。我们的数据显示，与早期肿瘤相比，MDSC、活化树突状细胞和中性粒细胞在晚期ICC中显示出明显更高的富集分数 (图1A)。鉴于MDSC的富集度评分最高，我们接下来进行了Kaplan-Meier分析，发现MDSC富集度评分较高的患者 (n=29)总体生存率较差 (图1B)。此外，与早期肿瘤相比，晚期ICC中CD33+ CD11b+ HLA-DR- MDSC显著升高。值得注意的是，在晚期或复发性ICC中，我们观察到CD15+ PMN-MDSCs显著增加，但CD14+ M-MDSCs未见增加 (图1C，D)。为了验证流式细胞术结果，我们还采用免疫荧光染色，发现晚期ICC患者中CD11b+ CD15+ PMN-MDSCs显著增加 (图1E，F)。这些数据表明，PMN-MDSC水平与ICC进展和患者生存率密切相关。
图1. PMN-MDSCs在晚期ICCs中显著增加，并与ICC进展相关
肿瘤m7G tRNA修饰通过m7G-tRNA解码的密码子频率依赖性机制调控CXCL8翻译
肿瘤衍生趋化因子梯度介导MDSC从外周血迁移至肿瘤。我们的数据显示，在Ctrl或oeNC组中，肿瘤PMN-MDSC的频率与血液PMN-MDSC比例的频率相似，而肿瘤PMN-MDSC的频率在cKO组中较低，在oeM1组中较高，这表明METTL1可能调节PMN-MDSC迁移而非扩张。为了研究这种机制，我们进行了多核糖相关mRNA测序 (Polysome-mRNA-seq)，以检测METTL1缺陷 (sgKO)和对照 (sgNC) ICC细胞中mRNA的翻译比率 (TRs)。我们的数据显示，METTL1敲除显著降低了ICC细胞趋化因子信号通路中基因的TRs (图5A-B)。通过整合途径核心富集基因和m7G-tRNA解码密码子频率的联合筛选方法，将CXCL8 (一种成熟的PMN-MDSCs募集趋化因子)确定为METTL1的上游下游靶点 (图5C-D)。我们的多聚体-mRNA定量PCR和多聚体分级分析证实，METTL1敲除降低了RBE细胞和HuCCT1细胞中CXCL8的TR (图5E-G)。CXCL8的蛋白水平也持续显著降低 (图5H)。总之，这些数据表明，METTL1调节人类ICC细胞中CXCL8 mRNA的翻译。
图5. 在人肝内胆管细胞癌细胞系中，PMN-MDSC蓄积受m7G tRNA修饰介导的CXCL8转译调控
METTL1耗竭和CXCR2抑制增强了PD-1阻断根除ICC的疗效
MDSCs被认为是肿瘤免疫治疗的致命弱点。由于METTL1表达、MDSC累积和ICC进展之间存在密切联系，我们接下来评估了ICC患者中METTL1表达与抗PD-1治疗应答之间的潜在关联。我们的数据显示，从应答者 (部分应答，iPR)、稳定疾病 (稳定疾病，iSD)到无应答者 (确认的进行性疾病，iCPD)，METTL1表达逐渐增加，表明METTL1表达升高可能导致ICC患者治疗应答恶化。因此，我们进一步探索了耗竭METTL1和/或阻断CXCR2以抑制PMN- MDSC迁移是否可以提高抗PD-1的疗效。
在建立的水动力注射ICC模型中，SB225002或赋形剂对照与PD-1阻断或对照抗体联合给药，然后在处死时进行肿瘤测量和免疫细胞分析 (图7A-B)。正如预期，与单次PD-1阻断相比，SB225002治疗或METTL1耗竭在肿瘤部位显示较少的PMN- MDSCs (图7C)和较多的CD4+ T细胞 (图7D)，导致较小的肿瘤病变 (图7A-B)。此外，CXCR2和PD-1共阻断显著降低了PMN-MDSCs水平，升高了CD4+ T细胞水平，并显著损害了肿瘤生长，这在METTL1和PD-1共耗竭组中也观察到 (图7A-D)。在Mettl1敲除时，CXCL5的蛋白水平也降低 (图7E)。值得注意的是，METTL1、CXCR2和PD-1的三重阻断几乎根除了肿瘤病变，仅在肝脏中观察到轻度脂肪变性 (图7A-B)。
图7. METTL1耗竭和CXCR2抑制增强了PD- 1阻断根除ICC的疗效
结论及展望
我们的数据揭示了信使RNA翻译水平上趋化因子调控和肿瘤免疫微环境塑造的新机制，并为开发有效的癌症免疫治疗策略提供了新的见解。
DOI
10.1136/gutjnl-2022-327230
转自：“生物医学科研之家”微信公众号
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