TCF4 x CTNNB1

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Sophia 导读： 表观遗传修饰塑造了分化轨迹，并调节了嵌合抗原受体T（CAR-T）细胞的耗竭状态。终末耗竭诱导的有限疗效与内在转录调控密切相关。然而，全面的监管机制在很大程度上仍然难以捉摸。 近日，浙江大学医学院/良渚实验室钱鹏旭研究员、浙江大学医学院附属第一医院/良渚实验室黄河教授共同在《Cell Reports》发表题为“Class I HDAC inhibitors enhance antitumor efficacy and persistence of CAR-T cells by activation of the Wnt pathway”的研究论文，我们的研究结果表明， 在CAR-T细胞中，特别是M344和chidamide，使用I类HDACi进行表观遗传干预，可以提高抗肿瘤功效，形成更好的记忆力和抗衰竭能力。 https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(24)00393-0#%20 研究背景 01 嵌合抗原受体T（CAR-T）细胞由抗原结合单链可变片段（scFv）、铰链/跨膜结构域、细胞内刺激结构域（如CD28和4-1BB）和CD3ζ组成，在血液系统恶性肿瘤的临床治疗中取得了显著的成功。尽管如此，由于CAR-T细胞耗竭和功能障碍导致的治疗后耐药性和复发通常会导致令人沮丧的临床结果。最近的研究表明，长寿命的记忆CAR-T细胞与CAR-T细胞治疗后患者的持久性延长、肿瘤监测更强和生存率提高有关。然而， CAR-T细胞耗竭和记忆潜力的潜在机制在很大程度上仍然模糊不清。 CAR-T 细胞耗竭的特征是增殖和细胞毒性降低，抑制性受体表达上调，主要由慢性抗原的持续刺激或 CAR 自聚集的强直信号诱导。越来越多的证据表明，表观遗传作为一种先天机制调节CAR-T细胞功能障碍。表观遗传修饰包括染色质重塑、组蛋白乙酰化、DNA 甲基化和 RNA 修饰，它们参与决定细胞命运和影响 T 细胞功能的转录调控。通过基因编辑或药物进行表观遗传干预，有效增强了CAR-T细胞对终末耗竭的抵抗力。在我们之前的研究中，我们剖析了染色质可及性和CAR-T细胞耗竭过程中涉及的关键转录因子的综合动态单细胞景观。因此， 探索通过表观遗传重塑改善CAR-T细胞功能的新策略值得进一步研究。 组蛋白脱乙酰酶 （HDAC） 与组蛋白乙酰转移酶 （HAT） 对抗组蛋白乙酰化的动态平衡，它们共同调节染色质可及性和下游基因转录。HDAC可以根据其在活性酶结构域中的进化保守性和相似性分为两个主要亚群和五个不同的类别。细胞毒性 T 淋巴细胞 （CTL） 和肿瘤浸润淋巴细胞 （TIL） 中的抗肿瘤活性增强可以通过抑制 HDAC 或增加组蛋白乙酰化来实现。HDAC抑制剂（HDACi）是一组小分子药物，可特异性抑制HDAC对组蛋白的活性。微生物短链脂肪酸的代谢调节还通过激活mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶标）信号通路抑制CD8 T细胞的HDAC活性和增强效应功能。然而， CAR-T细胞与HDACi的结合发挥协同抗肿瘤作用尚未明确。 研究结果 02 本研究，我们通过对染色质修饰药物的高通量筛选，将 I 类组蛋白脱乙酰酶抑制剂 （HDACi） 鉴定为 CAR-T 细胞功能的增强剂，其中 M344 和奇达酰胺（chidamide）增强了 CAR-T 细胞的记忆维持和对耗竭的抵抗力，从而在体外和体内诱导持续的抗肿瘤功效。 从机制上讲，HDACi 降低 HDAC1 表达并增强 H3K27ac 活性。来自 RNA-seq、ATAC-seq 和 H3K27ac CUT&Tag-seq 的多组学分析表明，HDACi 上调 TCF4、LEF1 和 CTNNB1 的表达，随后激活经典的 Wnt/β-catenin 通路。 总之，我们的研究结果阐明了I类HDACi在增强CAR-T细胞功能中的功能作用，为CAR-T细胞治疗与HDACi治疗的协同组合提供了基础和治疗靶点。 研究结论 03 总之，我们的研究结果提供了令人信服的证据， 证明HDACi，特别是M344和chidamide，通过表观遗传重塑和激活经典Wnt信号通路，在强直信号传导和抗原暴露下，通过维持记忆表型和减少CAR-T细胞的耗竭。CAR-T细胞疗法与HDACi维持疗法的结合在实现更好的临床疗效方面具有广阔的前景。 未来，多组学技术的运用将为我们全面了解CAR-T细胞生物学功能的动态变化，探索新的治疗靶点和干预策略提供创新视角。 参考资料： https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(24)00393-0#%20 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 上海｜06月14日-16日 ▶ 第六届上海国际癌症大会将于6月14-16日在上海举办，学科交叉，共同推进肿瘤研究与诊治多模态！ 🕓 北京｜09月20日-21日 ▶ 第五届单细胞技术应用研讨会暨空间组学前沿研讨会欢迎您的参与！ 点击对应文字 查看详情

研究团队还在FAM83A基因启动子区找到Wnt/β-catenin通路典型的TBE结合位点（TCF/LEF binding elements）。当Wnt3a刺激后，TCF4、β-catenin在该位点 胰腺导管腺癌（PDAC）是一种预后极差的恶性肿瘤，5年生存率<5%。由于胰腺癌缺乏特异性的症状，而且病程早期就容易发生血管侵犯或远处转移，85%的病人初诊时即为晚期，仅有10-15%的病人能够获得手术机会。即使得到早期治疗，并且经过手术切除，仍有许多病人在术后出现局部或远处的复发和转移。加之胰腺癌对现有的治疗手段如放化疗等均不敏感且存在很强的耐药性。因此，明确与胰腺癌发生密切相关的基因表达及其参与的关键分子事件，对研究胰腺癌的发病机制及发现有效的治疗靶点具有重要的临床意义。 近日，湖北工业大学细胞调控与分子药物“111”引智基地唐景峰课题组与复旦大学基础医学院汪振天课题组合作，在 Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊发表了题为：B-lymphoid tyrosine kinase mediated FAM83A phosphorylation elevates pancreatic tumorigenesis through interacting with β-catenin 的研究论文。 该论文聚焦胰腺癌发展过程中Wnt/β-catenin信号通路的调节机制，筛选并得到了一系列靶向FAM83A-β-catenin相互作用的阻断短肽，并充分验证了这类短肽在针对胰腺癌治疗中的转化前景。 胰腺癌的形成主要是由一系列基因突变的积累及多条信号通路异常协同作用导致。从胰腺上皮细胞瘤样病变不典型增生（PanIN-1和PanIN-2）发展到原位癌（PanIN-3），最后形成具有侵袭性的肿瘤，这整个过程除了包含了前期原癌基因Kras的激活突变，中后期抑癌基因CDKN2A（编码INK4A抑制剂）、TP53 的失活突变和SMAD4/DPC4的基因丢失等之外，还伴随着Wnt/β-catenin等多条信号通路的异常激活。Wnt/β-catenin信号通路在调节细胞自我更新、细胞增殖、分化与凋亡、胚胎发育、组织稳态及细胞癌变等方面均发挥着重要的作用。 各种致癌因素或者原癌基因导致的经典Wnt/β-catenin通路中的相关靶基因过表达，会致使游离的β-catenin在细胞内大量聚集，并通过核转位现象入核，与转录因子T细胞因子/淋巴增强因子复合物（TCF/LEF）结合，激活Wnt/β-catenin 信号转导通路的下游相关靶基因Cyclin D1、C-myc等的异常转录，调控基因表达，影响细胞的正常分化和发育，最终导致细胞癌变 图1：FAM83A与β-catenin直接结合，并抑制降解复合体的组装，从而抑制β-catenin的磷酸化和降解 该研究鉴定了一种新的具备核质分布的β-catenin相互作用蛋白FAM83A，并证明了FAM83A是Wnt/β-catenin信号通路的正向调节因子。同时，研究团队阐明了FAM83A调控Wnt通路的两种机制： 1）细胞质中，FAM83A能够作用并抑制β-catenin降解复合体的组装，从而抑制β-catenin与β-TrCP的结合，进而调控β-catenin蛋白的磷酸化和降解。在此基础上进一步发现FAM83A蛋白中DUF1669结构域介导该相互作用，并发现该结构域上的酪氨酸138残基（Y138）能够被SRC非受体激酶家族成员BLK激酶磷酸化。此外，FAM83A酪氨酸138磷酸化能够强化其在细胞质中的功能； 图2：BLK磷酸化FAM83A Y138残基，磷酸化的FAM83A抑制β-连环蛋白破坏复合体组装和TCF4对HDAC的招募。 此外，研究团队还在FAM83A基因启动子区找到Wnt/β-catenin通路典型的TBE结合位点（TCF/LEF binding elements）。当Wnt3a刺激后，TCF4、β-catenin在该位点的富集明显增多，FAM83A的表达水平明显提高，证明了FAM83A是Wnt/β-catenin信号通路的直接下游靶点，与Wnt/β-catenin信号通路形成一种正向调节回路。 图3：靶向FAM83A-β-catenin相互作用的抑制肽在体内外均能显著抑制胰腺癌的生长和转移 值得关注的是，研究团队根据FAM83A与β-catenin特异性相互作用结构区间，设计并筛选了一系列能够靶向该互作的关键阻断短肽，同时也在细胞、小鼠和斑马鱼模型中证明了其对胰腺癌生长、迁移和侵袭能力的抑制作用。也表明了针对胰腺癌中Wnt通路调控的短肽类药物在胰腺癌治疗中的转化应用前景。 湖北工业大学青年教师周策凡副教授为论文第一作者，硕士生朱霄婷、刘南茜为共同第一作者，唐景峰与汪振天为论文共同通讯作者。该研究得到课题组国家自然科学基金项目(32070726、82273970、32270768、31871176、82173043)、湖北省杰出青年基金项目(2020CFA073)、武汉市科技计划项目(2019020701011475)资助。

胃癌是全球第四大与癌症相关的死亡原因。幽门螺杆菌作为一种I类致癌物质，是导致胃癌的最大危险因素。大多数GC患者的预后通常很差，这是因为诊断较晚，对现有治疗的反应也很差。 胃癌是全球第四大与癌症相关的死亡原因。幽门螺杆菌作为一种I类致癌物质，是导致胃癌的最大危险因素。大多数GC患者的预后通常很差，这是因为诊断较晚，对现有治疗的反应也很差。 以顺铂为基础的化疗仍然是晚期胃癌的主要治疗方法，但化疗耐药性的产生是临床疗效面临的最大挑战。因此，进一步研究顺铂耐药机制，提高其对肿瘤的敏感性，对于改善晚期胃癌患者的预后和生存期具有重要意义。 化疗耐药是影响胃癌临床疗效的最主要因素。Wnt/β-catenin信号通路的失调与GC的发生和化疗耐药密切相关。铁死亡是一种调节细胞死亡的形式，由化疗期间铁依赖的过氧化脂质积聚引起。然而，Wnt/β-catenin信号是否直接控制对细胞死亡的抵抗仍不清楚。 图片来源: https://doi.org/10.1038/s41418-022-01008-w 近日，来自山东大学的研究者们在Cell Death & Differentiation杂志上发表了题为“Wnt/beta-catenin signaling confers ferroptosis resistance by targeting GPX4 in gastric cancer”的文章，该研究证明了Wnt/β-catenin信号的异常激活赋予了铁死亡抵抗，并提出了一种潜在的治疗策略来提高晚期GC患者的化疗敏感性。 超过一半的胃癌患者存在Wnt/β-catenin信号的失调，这是胃癌发生的一个主要原因。尽管Wnt/β-catenin信号的持续激活与化疗耐药有关，但其机制在很大程度上仍未被探索。 在本研究中，研究者发现Wnt/β-catenin信号的激活减弱了细胞内脂质ROS的产生，从而抑制了GC细胞中的铁死亡。 在机制研究方面，研究者发现β-连环蛋白/TCF4转录复合体直接与Gpx4的启动子区域结合，诱导Gpx4的表达，从而抑制铁细胞死亡。在体内和体外，TCF4缺乏均可促进顺铂诱导的铁死亡。 TCF4缺乏或Wnt信号抑制通过体内铁死亡促进顺铂敏感性 图片来源: https://doi.org/10.1038/s41418-022-01008-w 综上所述，本研究阐明了一种通过调节Wnt/β-catenin信号来调节铁死亡的新策略，从而为提高晚期GC的化疗敏感性提供了一种潜在的治疗策略。最后，铁死亡在放射治疗和免疫治疗中有积极的作用，增加了靶向Wnt/β-catenin信号转导也可能改善这些治疗结果的可能性。（生物谷 Bioon.com） 参考文献 Yue Wang et al. Wnt/beta-catenin signaling confers ferroptosis resistance by targeting GPX4 in gastric cancer. Cell Death Differ. 2022 May 9. doi: 10.1038/s41418-022-01008-w.