RUNX1

*仅供医学专业人士阅读参考从神经病理学的角度来看，阿尔茨海默病（AD）是一种极其复杂的疾病，尽管科学家已经发现了关键病理蛋白β淀粉样蛋白（Aβ）和过度磷酸化的tau蛋白（ptau），但目前以减少病理蛋白负担为目标的治疗策略的获益并不理想，其中的障碍之一就是缺乏对大脑细胞类型的复杂性和它们在疾病中如何被影响的理解。近年来，大脑细胞统计网络倡议（BICCN）和大脑细胞图谱网络倡议（BICAN）通过单细胞基因组学和空间转录组学等方法构建了包含各类型脑细胞的知识库。以此为基础，西雅图阿尔茨海默病脑细胞图谱（SEA-AD）联盟希望能够单独构建AD及相关痴呆症的最高分辨率、多模式、全脑细胞图谱。在今天的《自然·神经科学》上，由艾伦脑科学研究所和华盛顿大学研究人员领导的团队发表了最新研究成果[1]。他们结合BICCN的知识库和来自84名具有不同AD病理供体的大脑颞中回细胞，揭示了AD的两个阶段：病理缓慢积累的早期阶段和病理指数级增加的晚期阶段，前者存在炎性小胶质细胞、反应性星形胶质细胞、生长抑素抑制性神经元丢失以及少突胶质细胞前体细胞的髓鞘再生反应，后者存在兴奋性神经元，及Pvalb+和Vip+抑制性神经元亚型的丢失。颞中回是涉及语言和语义记忆处理，以及高阶视觉（物体的识别和分类）处理的区域，研究已经证实了颞中回是AD临床前阶段相关ptau病理的关键脑区，其中新皮层的ptau会蔓延至整个大脑。研究人员从84名志愿者捐献的死后大脑尸检样本中收集了颞中回，志愿者的平均死亡年龄为88岁，其中51名为女性，平均死后间隔时间为7.0小时。42人具有高AD神经病理学变化，21人为中等，12人为低，9人无AD。研究人员分析了340万个不同形态的高质量细胞核，将它们与BICCN中的MTG细胞分类相匹配。SEA-AD的分析计划他们使用机器学习方法量化了一系列神经病理学变量，包括常规的AD神经病理分期标志物ptau的神经原纤维缠结和Aβ斑块，AD相关共病的病理标志物pTDP-43和α-突触核蛋白，以及细胞变化标志物，包括小胶质细胞的IBA1、星形胶质细胞的GFAP、神经元的NeuN等。量化后再对变量的变化轨迹进行建模，研究人员根据AD严重程度定义了早期和晚期两个阶段，早期时，病理水平较低，认知不受影响，但表现出神经元丢失和早期淀粉样蛋白病理，晚期时，AD病理、神经元丢失和认知障碍显著增加。此前的BICCN研究从典型神经发育的成年人中确定了颞中回内151个转录不同的细胞类型和状态，可分为3个主要类别（兴奋性神经元、抑制性神经元和非神经元细胞）的24个亚类。研究人员以此为参照，根据前面的分析结果构建了颞中回的多模态AD细胞图谱。随着疾病严重程度的增加，不同细胞有着不同的变化，研究人员定义了随疾病严重程度增加而减少的细胞为脆弱型，增加的为关联型，二者合称为受影响型，不变化的为不受影响型。脆弱型包括一部分兴奋性端脑内侧束（IT）神经元，一部分来自内侧神经节隆起（生长抑素抑制性和Pvalb+）和尾部神经节隆起（Vip、Lamp5和Sncg+）的GABA能中间神经元。在受影响型非神经元细胞中，研究人员观察到了一类小胶质细胞和星形胶质细胞的增加，以及一类少突胶质细胞和少突胶质细胞祖细胞的减少。脆弱型神经元和受影响型非神经元细胞脆弱型生长抑素抑制性神经元表现出AD特异性分子变化，一些特异性激酶，包括酪氨酸激酶和钙离子/钙调蛋白依赖激酶家族，以及E3泛素连接酶减少。对小胶质细胞和星形胶质细胞的分析与此前一致，活化的两类细胞与炎症、干扰素反应和MHC-II相关基因表达变化共同发生，小胶质细胞中的四种转录因子RUNX1、IKZF1、NFATC2、MAF在AD早期阶段增加，它们预计能够调节201个基因的表达，包括上述基因。小胶质细胞中四种转录因子增加及靶基因星形胶质细胞的情况较为复杂，在AD早期，细胞粘附分子和神经元导向因子，信号受体和GFAP表达增加，在AD晚期，部分细胞粘附分子、轴突导向和信号受体表达持续增加，另外，hedgehog信号受体及其下游靶向转录因子GLI1，以及表皮生长因子及其受体也增加。少突胶质细胞中，与Aβ合成有关的基因平均表达显著增加，最高的为APP和PSEN1，少突胶质细胞的早期丢失可能归因于细胞毒性较高的Aβ分子，此外，一种γ分泌酶成分、调节髓鞘形成的转录因子和一种髓鞘结构成分也在早期时增加，晚期时，胆固醇生物合成基因家族显著增加，这是已知的AD病因学关键过程。这些初步的发现和完整的研究数据可以通过研究人员搭建的SEA-AD网站进行查询。这项研究为全面了解在AD病程中受影响的特定细胞类型，这些细胞位于组织微结构中的位置，以及它们何时随着疾病的进展而受到影响做出了重要参考，研究人员认为，通过公开分享这些结果，能够为AD研究提供统一的框架。参考文献：[1] Gabitto, M.I., Travaglini, K.J., Rachleff, V.M. et al. Integrated multimodal cell atlas of Alzheimer’s disease. Nat Neurosci (2024). https://doi.org/10.1038/s41593-024-01774-5.本文作者丨应雨妍

近日，发表于《新英格兰医学》上的一篇文章表示，接受蓝鸟基因疗法eli-cel（商品名：Skysona）的67名患儿中，已经有7名患儿不幸患上血癌，其中六名患儿被确诊为骨髓增生异常综合征(MDS)，1名患儿被确诊为为急性髓细胞白血病(AML)，目前5例MDS患儿接受了干细胞移植治疗，其中一名患儿因为移植物抗宿主疾病（GVHD）已经去世，另有一名患儿正在等待干细胞移植，目前AML患儿仍然生存，并对干细胞移植表现出良好的反应。 虽然此前Skysona已经被FDA贴上了可能致癌的黑框标签，但如此高的致癌概率（约10%，7/67）属实让人意外。新英格兰医学上的研究将问题指向了载体。 几乎是唯一选择 Skysona所治疗的疾病是一种罕见的神经退行性疾病——大脑性肾上腺脑白质营养不良（CALD），这是一种X连锁隐性遗传病（男性患者远多于女性患者），致病基因为ABCD1，由于ABCD1基因突变，极长链脂肪酸在血液、肾上腺以及脑白质部位产生异常的聚集，引发脑白质的病变和肾上腺皮质的萎缩，患儿常常在出现神经系统症状以后的1-3年内去世，很少有患儿活过20岁。传统的骨髓移植治疗方案中，想要找到合适HLA配型的骨髓移植患者也是一件难事，况且即便找到了配型了，GVHD的发生也可能要了患儿的命。 生与死的抉择下，Skysona几乎是患者家属的最优选择，FDA的专家会也认为即便有致癌风险，仍然是利大于弊。 Skysona作为一款采用Lenti-D慢病毒载体的基因治疗，能够传递ABCD1基因导入患者的造血干细胞，灌输回患者体内，从而促进能够表达功能性ALDP蛋白的成熟单核细胞的产生。 而这次研究诟病的主要问题就是Lenti-D慢病毒载体。 肇事的慢病毒载体？ 研究人员对这次6例数据可获得患者进行了体细胞突变分析，出现的血液癌症与癌症相关基因中的克隆载体插入有关，并与体细胞原癌基因突变位点的积累有关。这些突变包括KRAS，WT1，CDKN2A，RUNX1等。 对于这一问题的原因，研究人员从Lenti-D的结构进行了简单推测： 这里他们将CAR-T常常用到的γ-逆转录病毒载体（例如Yescarta）和Lenti-D慢病毒载体进行了对比。 Lenti-D载体是一类具有自失活（self-inactivating, SIN）特性的慢病毒载体，从HIV-1改造而来，与γ-逆转录病毒载体不同，自失活慢病毒载体缺少强启动子-增强子长末端重复（LTR）序列，并优先整合到内含子中，远离活跃转录基因的转录起始位点。按理来说，自失活慢病毒载体应该更安全。 但是Lenti-D载体有个特征是，还具有一个MNDU3启动子/增强子元件以驱动ABCD1在多种细胞类型（包括脑巨噬细胞、小胶质细胞和造血干细胞）中的表达。 然而，这种元件来自于修饰的骨髓增生性肉瘤病毒（MPSV），是长末端重复（LTR）增强子-启动子。这意味着整合到宿主基因组中的前病毒包含一个来自长末端重复的完整启动子-增强子。 这种完整的增强子确实具有驱动附近内源基因的表达的潜力。原癌基因的突变很有可能是基因过度表达引起的遗传不稳定导致的。 研究人员认为以后设计慢病毒载体时，可能应该考虑一下启动子的问题。 参考来源： https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2405541 免责声明：本文不具有任何投资建议和医学意见，如有信息错漏请立即指出。

*仅供医学专业人士阅读参考 众所周知，增强T细胞抗癌能力的方式有很多种。 然而，我没有想到的是，氯化钠（食盐）居然有可能成为其中的一种。 昨天，由意大利Humanitas研究医院Enrico Lugli领衔的团队[1]和德国慕尼黑工业大学Christina E. Zielinski领衔的研究团队[2]，在著名期刊《自然·免疫学》上背靠背发表了两篇重要研究论文。 这两项研究论文得出了同样的结论：食盐可以增强杀伤性T细胞的抗肿瘤免疫力。尤其值得一提的是，Enrico Lugli团队还在小鼠身上证实，仅通过高盐饮食就能增强T细胞的抗癌能力，抑制肿瘤的生长。 据了解，这也是科学家首次发现氯化钠可以影响CD8阳性T细胞的抗癌功能。这两项研究还从不同的角度，揭示了氯化钠助力抗癌的潜在机制，对于新型免疫治疗策略的研发，有重要价值。 ▲ Lugli团队论文首页截图 （这个标题，真是相当直白了） Enrico Lugli团队和Christina E. Zielinski团队，为什么会想到研究盐对T细胞抗癌活性的影响呢？ 这主要是因为，最近几年陆续有一些研究发现氯化钠（食盐）可以调节免疫。例如，高盐饮食会抑制中性粒细胞抗击细菌性感染的能力[3]；高盐饮食可以通过影响肠菌调节NK细胞活性，抑制肿瘤生长[4]；还有研究发现，高盐会干扰调节性T细胞的线粒体呼吸，导致调节性T细胞功能障碍[5]。 从上面三个研究中，我们不难看出，高盐似乎对抗肿瘤免疫有利（提升NK细胞的抗癌活性，抑制免疫的调节性T细胞活性被降低）。这就不免让人好奇：氯化钠对抗癌主力杀伤性T细胞有何影响？ 遗憾的是，Lugli团队和Zielinski团队都没有找到相关的研究数据。显然，这还是一个未知的研究领域。于是，这两个研究团队从不同的角度开始了自己的研究。Lugli团队主要围绕高盐饮食展开，而Zielinski团队则侧重于体外高盐处理对T细胞的影响。接下来，我们就主要介绍Lugli团队的研究成果。 ▲ Zielinski团队论文首页截图 Lugli团队先用高盐（80mM）处理CD8阳性幼稚T细胞（同时加入anti-CD3/CD28和IL-2激活T细胞），还用尿素和甘露醇处理另一组T细胞（对T细胞影响非常小），模拟高盐带来的渗透压变化，作为对照组。 与对照组细胞相比，氯化钠处理增加了颗粒酶B（GZMB）和TIM3编码基因的表达，这说明高盐诱导出了活化的效应记忆T细胞。RNA测序结果还显示，与对照组相比，高盐诱导了转录组水平的变化，与效应或细胞毒性相关的转录本上调，如IFNG、TNF、GZMB和TBX21（编码T-bet）；与干性相关的转录本也上调，如FOXO1、RUNX1、SATB1和ID3等。 ▲ 研究过程 他们还发现，诱导T细胞代谢重编程的主调节因子MYC、糖酵解相关的PKM和LDHA，以及质膜谷氨酰胺转运体SLC1A5和SLC7A5的编码基因表达也上调。这说明，高盐还会重塑T细胞的代谢。 从细胞功能的变化来看，与对照组相比，高盐处理增加了干扰素-γ（IFNγ）和脱颗粒标志物CD107a的产生。体外细胞毒性试验结果显示，高盐处理过的T细胞杀死黑色素瘤细胞的效率要高于IL-2处理的细胞。此外，他们还注意到，T细胞受体（TCR）信号转导增强；而且高盐要发挥作用，必须得结合TCR的激活刺激。 基于以上研究结果，Lugli团队认为，高盐会促进人CD8阳性T细胞的效应分化。 ▲ 高盐处理让T细胞变强 有了体外实验的支持，Lugli团队就想做一些大胆的探索：高盐饮食会不会影响小鼠的抗肿瘤免疫。 他们给小鼠安排了高盐饮食（食物含盐量为4%，水的含盐量为1%），让小鼠自由进食。在高盐饮食（HSD）开始两周之后，他们再给小鼠移植MC38结肠腺癌细胞。他们发现，高盐饮食会导致氯化钠在肿瘤中蓄积，而其他器官中蓄积较少，且不会影响小鼠的总体健康状况。 从抗肿瘤效果来看，与正常饮食（NSD）相比，高盐饮食能显著抑制肿瘤的生长。不过，在使用抗CD8单抗清除小鼠CD8阳性T细胞后，高盐的抗肿瘤效果就会完全消失。这说明，CD8阳性T细胞是高盐饮食表现出抗肿瘤作用的关键。 ▲ 高盐饮食抗癌，CD8阳性T细胞是关键 在分析小鼠肿瘤中的免疫细胞变化之后，Lugli团队发现高盐饮食组的肿瘤中CD8阳性T细胞、自然杀伤细胞和CD4阳性T细胞的频率增加，是对照组的两倍有余。 具体到CD8阳性T细胞来说，与对照组相比，高盐饮食组中与终末分化和衰竭相关的转录本（如Prdm1、Eomes、Maf、Hspa1a和Gzmk）减少了，而编码细胞毒性分子的转录本（Gzmf、Gzme、Gzmd、Prf1）或与活化（Tnfrsf9、Nfkb1）和效应分化（Irf8、Csf1、Id2）相关的转录本增加了。 不难看出，高盐饮食在促进免疫激活的同时还消除了免疫抑制。值得注意的是，Lugli团队还发现高盐饮食诱导的CD8阳性T细胞变化，与PD-1抑制剂诱导的相似。 ▲ 高盐饮食改变肿瘤免疫微环境 接下来，Lugli团队探索了高盐饮食重塑CD8阳性T细胞的机制。 简单来说，这是一个谷氨酰胺依赖过程。高盐处理CD8阳性T细胞之后，谷氨酰胺转运体的编码基因表达上调，促进谷氨酰胺的摄入；谷氨酰胺经代谢后产生αKG，而αKG会激活TET酶和JMJD3酶等去甲基化酶的活性，提升CD8阳性T细胞特定基因位点（例如效应分子IFNG和GZMB的编码基因等）的染色质可及性。 简单来说，高盐饮食通过促进CD8阳性T细胞对谷氨酰胺的摄入，从表观遗传的层面实现对T细胞的重编程，增强T细胞的抗肿瘤活性。 ▲ Lugli团队发现的机制 Zielinski团队的主要结论跟Lugli团队类似，他们也发现氯化钠能增强人CD8阳性T细胞的活化状态和效应功能，而且这些变化与代谢能力增强有关。 只不过在背后的机制上，Zielinski团队有了不同的发现。他们认为高水平的氯化钠会诱导CD8阳性T细胞的Na+/K+-ATP酶活性上调，促进细胞膜电位超极化，增加Ca2+流向胞内，放大TCR信号，促进T细胞活化和代谢重编程。 ▲ Zielinski团队发现的机制 虽然Zielinski团队发现的机制与Lugli团队不同，但是它们之间并不冲突，应该是互补关系。将二者合在一起，有助于我们更深入地理解氯化钠增强抗肿瘤免疫的机制。 需要提醒大家的是，虽然这两个研究都证明氯化钠可以增强抗肿瘤免疫，但是这一结论目前仍处于临床前探索阶段。因此，我们不能基于这两个研究得出高盐饮食能抗癌甚至是防癌的结论，更不能尝试实验提及的方法。 且不说高盐饮食在临床上是否有抗癌作用，单单长期高盐饮食对人体的多种危害，就足以让大家对高盐饮食敬而远之。 那么这个研究在短期内是不是就没有临床价值了呢？ 当然不是。 在这两个研究中，研究人员都做了非常有临床意义的探索：氯化钠处理T细胞，可以增强T细胞治疗在小鼠身上的抗癌效果。这一发现意味着，CAR-T和TCR-T等基于T细胞的细胞免疫疗法的疗效，有望通过简单的处理进步一增强。 ▲ 氯化钠增强过继性T细胞疗法（ACT）和CAR-T疗法的效果 这一发现是非常有希望快速转化到临床应用中去的。 参考文献： [1].Scirgolea, C., Sottile, R., De Luca, M. et al. NaCl enhances CD8+ T cell effector functions in cancer immunotherapy. Nat Immunol. 2024. doi:10.1038/s41590-024-01923-9 [2].Soll, D., Chu, CF., Sun, S. et al. Sodium chloride in the tumor microenvironment enhances T cell metabolic fitness and cytotoxicity. Nat Immunol. 2024. doi:10.1038/s41590-024-01918-6 [3].Jobin K, Stumpf NE, Schwab S, et al. A high-salt diet compromises antibacterial neutrophil responses through hormonal perturbation. Sci Transl Med. 2020;12(536):eaay3850. doi:10.1126/scitranslmed.aay3850 [4].Rizvi ZA, Dalal R, Sadhu S, et al. High-salt diet mediates interplay between NK cells and gut microbiota to induce potent tumor immunity. Sci Adv. 2021;7(37):eabg5016. doi:10.1126/sciadv.abg5016 [5].Côrte-Real BF, Hamad I, Arroyo Hornero R, et al. Sodium perturbs mitochondrial respiration and induces dysfunctional Tregs. Cell Metab. 2023;35(2):299-315.e8. doi:10.1016/j.cmet.2023.01.009 本文作者丨BioTalker