中大新聞網訊（通訊員程芳）近期，中山大學藥學院（深圳）的程芳、陳紅波教授團隊利用CRISPR/Cas9遺傳文庫篩選平臺發現腫瘤細胞調節內源性PD-L1表達的一條新通路，為腫瘤免疫治療提供了一個潛力靶點TRAF6，并驗證了該靶點的抑制劑硼替佐米對惡性黑色素瘤的治療潛力。該研究基于團隊建立的應激與蛋白穩態CRISPR/Cas9文庫高通量篩選文庫，結合TMT-定量蛋白組學結果，與臨床樣品數據進行交互分析，篩選并確定E3泛素連接酶TRAF6是PD-L1的關鍵上游調節因子，并闡明TRAF6通過K63多聚泛素化修飾新位點YAP1K497，增強YAP1的穩定性，促進YAP1的核定位，并提高YAP1/TFCP2復合物對PD-L1轉錄增強作用。同時，該研究驗證了TRAF6抑制劑硼替佐米（Bortezomib）對惡性黑色素瘤肺轉移的治療作用及對腫瘤浸潤免疫細胞的激活作用。特別地，硼替佐米增強抗腫瘤免疫的程度，能與PD-1單克隆抗體療法相媲美，且對于小鼠淋巴結、脾臟的免疫功能無明顯副作用。本研究開拓了臨床治療多發性骨髓瘤的一線靶向藥物硼替佐米的新應用場景，實現該藥物的“老藥新用”。
中山大學藥學院（深圳）博士研究生王凌璐和2018級碩士研究生劉曉燕為這項研究的共同第一作者，程芳教授、陳紅波教授及江蘇大學附屬醫院朱海濤教授為共同通訊作者 (Cancer Letters, 2024, IF=9.2，中科院1區）。該工作得到了國家自然科學基金、廣東省國際科技合作項目和廣東省消化系統惡性腫瘤防治研究重點實驗室等多個項目的支持。
TRAF6/YAP1-TFCP2/PD-L1作用機制圖
同時，近期該團隊還基于CRISPR/Cas9高通量代謝文庫篩選技術平臺和PDX模型，發現支鏈氨基酸轉移酶2（BCAT2）調控腫瘤細胞鐵死亡抵抗的機制，即鐵自噬-AMPK-SREBP1途徑增強BCAT2轉錄和酶活性，促進內源性谷氨酸合成增加，降低脂質過氧化水平，引起肝癌和胰腺癌鐵死亡抵抗，并拓展了腸道“老藥”柳氮磺嘧啶的新用途，發現其聯合索拉非尼，抑制腫瘤中BCAT2表達，并顯著提升對耐藥難治性肝癌和胰腺癌的治療效果 (Cell Death and Differentiation, 2021, IF=13.7，中科院1區）。團隊還設計了靶向肝癌鐵死亡的外泌體樣囊泡修飾策略，將分泌的轉鐵蛋白通過一個錨定序列固定表達在膜上，制備成納米囊泡，包載鐵死亡誘導劑索拉非尼，通過膜上的轉鐵蛋白受體介導的內吞作用進入肝癌細胞，被裂解后釋放出索拉菲尼和脂質合成原料鐵離子，協同加快脂質過氧化物的積累，導致鐵死亡。體外和體內實驗都證明，此策略能成功誘導肝癌細胞鐵死亡，并且顯著抑制皮下瘤和原位肝癌生長 (Biomaterials Research, 2023, IF=15.8）。該工作獲得2023年度江蘇省科學技術獎三等獎。
目前臨床上主要利用高劑量阿糖胞苷治療復發難治性白血病，然而很多患者因為副作用而放棄治療。為了鑒定低劑量阿糖胞苷聯合致死靶點，本團隊聯合清華大學和南方醫科大學珠江醫院血液科利用CRISPR/gRNA遺傳文庫技術進行了篩選，并鑒定到PHF6是關鍵聯合致死靶點。PHF6 突變見于16%的兒童和38%的成人T-ALL患者，然而還沒有針對PHF6突變型白血病的精準治療方案。首先通過臨床回顧性調查，發現PHF6突變的白血病患者對阿糖胞苷等常用化療藥物耐藥（Cancer Med. 2022 Sep 29. doi:10.1002/cam4.5173）。進一步團隊揭示PHF6是一種重要的組蛋白甲基化(修飾)密碼解讀器，可以識別和結合核仁區域染色質組蛋白上的H3K9me3和H3K27me1，并將組蛋白甲基轉移酶SUV39H1招募到核仁中，維持核仁rDNA基因座位染色質的異染色質狀態，從而抑制rDNA基因的轉錄和核糖體的組裝。PHF6臨床突變體的核仁定位，識別和結合H3K9me3，以及招募SUV39H1的能力降低，導致rDNA轉錄活性增加、體外白血病細胞增殖和體內小鼠白血病異種移植物生長。更重要的是，在PHF6突變的臨床AML患者樣本中也觀察到rRNA前體分子的表達水平顯著升高，進一步證明了體外研究結果。進一步，發現一個rDNA特異性轉錄抑制劑CX5461能夠顯著降低PHF6功能缺失的U937 AML細胞對阿糖胞苷的耐藥性。此研究發表在Acta Pharmaceutica Sinica B，2022，IF=14.5，中科院1區。該工作得到了國家自然科學基金、廣東省自然科學基金和深圳市學科布局項目的資助。
此外，本團隊依托中山大學藥學院（深圳），還成功建立了規模化外泌體/細胞膜納米囊泡制備和應用平臺，并開展了其在腫瘤精準治療領域的系列應用研究：1）設計表面展示BCMA的細胞外納米囊泡，靶向中和微環境中過量的促癌因子APRIL與BAFF，增進多發性骨髓瘤對硼替佐米的敏感性，降低藥物的毒副作用 (Acta Biomater, 2022, IF=10.6)； 2）構建表達CD64的納米囊泡偶聯PD-1抗體，阻止T細胞耗竭，增強免疫治療效果(Theranostics，2021，IF=11.6)；3）設計負載吉西他濱的過表達PD-1的納米囊泡，顯著抑制了乳腺癌的增殖 (Pharmaceutics, 2022, IF=6.5)。這些研究成果為基于治療新靶點來開發靶向藥物以實現多重治療效應提供了新的策略。
論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.canlet.2024.216861
