Nature子刊：張鋒團隊發現癌癥免疫治療耐藥性關鍵基因

　　控制腫瘤對免疫治療耐藥的細胞過程仍然知之甚少。

　　2022年3月25日，博德研究所/麻省理工學院張鋒團隊在Nature Communications 在線發表題為“CRISPR activation screen identifies BCL-2 proteins and B3GNT2 as drivers of cancer resistance to T cell-mediated cytotoxicity”的研究論文，該研究為了深入了解這些過程，對使人類黑色素瘤細胞逃避細胞毒性 T 細胞殺傷的基因進行基因組規模的 CRISPR 激活篩選。四種候選基因（CD274 (PD-L1)、MCL1、JUNB 和 B3GNT2）的過表達賦予了多種癌細胞類型和小鼠異種移植物的抗性。

　　通過研究耐藥機制，該研究發現 MCL1 和 JUNB 調節線粒體凋亡途徑。JUNB 編碼一種轉錄因子，它下調 FasL 和 TRAIL 受體，上調 MCL1 相關 BCL2A1，并激活 NF-κB 通路。B3GNT2 編碼一種多聚-N-乙酰乳糖胺合酶，該酶靶向超過 10 個配體和受體，以破壞腫瘤和 T 細胞之間的相互作用并減少 T 細胞活化。候選基因的抑制使腫瘤模型對 T 細胞細胞毒性敏感。總之，該研究結果表明，系統的功能獲得性篩選可以闡明耐藥途徑并確定癌癥免疫治療的潛在靶點。

　　通過利用免疫系統的細胞毒性T細胞來消除癌細胞，癌癥免疫療法改變了癌癥治療的基礎，并取得了顯著的臨床成功。然而，對免疫治療的耐藥性是一項重大挑戰，闡明賦予耐藥性的細胞途徑對于開發替代和輔助策略以擴大免疫治療范圍至關重要。小規模研究已經確定了少數基因，包括 CD274 (PD-L1)，這些基因使腫瘤能夠逃避免疫系統，特別是 PD-L1 抑制一直是正在進行的臨床開發的重點。

　　最近，使用 CRISPR 進行的大規模功能喪失遺傳篩選已經確定了在抗原呈遞、干擾素-γ (IFNγ) 感應、腫瘤壞死因子 (TNF) 和自噬途徑中介導對 T 細胞誘導的細胞毒性抗性的其他基因。然而，在功能喪失篩選中，可以被抑制以使腫瘤對免疫療法敏感的候選基因被耗盡。由于耗盡篩選比富集篩選具有更低的動態范圍，因此更易于處理的方法是執行功能增益篩選以富集在上調時賦予抗性，并且理論上可以被抑制以使腫瘤對免疫療法敏感的基因。

MCL1 和 JUNB 參與介導 T 細胞細胞毒性抗性的途徑的示意圖（圖源自Nature Communications ）

　　在這里，該研究進行了基因組規模的 CRISPR 激活 (CRISPRa) 篩選，以抵抗 T 細胞的細胞毒性。該研究的篩選確定了四種候選基因（CD274 (PD-L1)、MCL1、JUNB 和 B3GNT2），這些基因在上調后使人類黑色素瘤細胞能夠逃避多種癌細胞類型和小鼠異種移植物中的 T 細胞殺傷。該研究闡明了候選基因的機制，發現 MCL1 和 JUNB 調節線粒體凋亡途徑以促進耐藥性。

示意圖顯示 B3GNT2 修飾的腫瘤細胞表面配體和受體，以破壞與介導細胞毒性的 T 細胞的相互作用（圖源自Nature Communications ）

　　JUNB 編碼一種轉錄因子，它下調 FasL 和 TRAIL 受體，并激活 NF-κB 通路。該研究發現編碼聚-N-乙酰乳糖胺合酶的 B3GNT2 在orthogonal途徑中起作用，以靶向超過 10 個配體和受體，以破壞腫瘤和 T 細胞之間的相互作用并減少 T 細胞活化。候選基因的抑制使腫瘤模型更容易受到 T 細胞細胞毒性的影響。總之，該研究結果表明，使用系統的功能獲得性基因篩選來闡明耐藥途徑并確定潛在的治療靶點，以擴大癌癥免疫治療的功效是可行的。