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国家药监局药审中心关于发布《生物制品变更受理审查指南(试行)》的通告(2021年第30号)
通知原文:http://www.cde.org.cn/news.do?method=viewInfoCommon&id=d0ff7585b5400c40
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新一代肿瘤细胞药物!“现货型”红细胞疗法联合K药启动临床试验
致力于开发红细胞疗法的临床阶段生物制药公司Rubius Therapeutics Inc.(纳斯达克股票代码:RUBY)近日宣布,其主要候选红细胞疗法RTX-240联合KEYTRUDA®(pembrolizumab)的1/2期临床试验已完成首例患者给药。该研究针对复发或抗PD-1/PD-L1难治的实体瘤或局部晚期实体瘤患者。
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百济神州「泽布替尼胶囊」新适应症获批
6月19日,百济神州宣布,泽布替尼胶囊(百悦泽)新适应已获得国家药品监督管理局附条件批准。用于治疗成人华氏巨球蛋白血症(WM)患者,在中国取得第3项适应症的批准,以及针对华氏巨球蛋白血症在全球的第2项批准。
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和黄医药「索凡替尼胶囊」新适应症获批
6月20日,国家药监局官网显示,和黄医药索凡替尼胶囊新适应症(受理号:CXHS2000028)已获得NMPA批准,用于治疗晚期胰腺神经内分泌瘤患者。
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恩格列净获欧盟批准治疗心力衰竭,在中国已递交监管申请
6月21日,勃林格殷格翰(Boehringer Ingelheim)和礼来(Eli Lilly and Company)公司联合宣布,欧盟委员会批准其SGLT2抑制剂恩格列净片(empagliflozin,英文商品名Jardiance)扩展适应症,用于治疗射血分数降低型慢性心力衰竭患者(患有或不患有2型糖尿病)。
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阿斯利康「奥拉帕利片」新适应症获批,治疗前列腺癌
6月21日,国家药监局官网显示,阿斯利康奥拉帕利片新适应症已获得NMPA批准。根据受理号,此项获批适应症可能为携带BRCA1/2突变(胚系和/或体细胞系)且在既往新型激素药物治疗后出现疾病进展的转移性去势抵抗性前列腺癌成人患者的单药治疗。
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勃林格殷格翰精神分裂症新药拟纳入突破性疗法
6月21日,CDE官网显示,勃林格殷格翰开发的新药BI 425809获国家药监局拟突破性疗法认定。适应症为:治疗精神分裂症成人患者的认知障碍(CIAS)。值得注意的是,该产品已于今年5月24日获FDA授予的突破性疗法资格(BTD)认定。
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荣昌生物ADC「维迪西妥单抗」乳腺癌适应症拟纳入突破性疗法
6月21日,CDE官网显示,荣昌生物注射用重组人源化抗HER2单抗-MMAE偶联剂维迪西妥单抗(RC48)新适应症获国家药监局拟突破性疗法认定,用于既往接受过曲妥珠单抗和紫杉类药物治疗的HER2阳性存在肝转移的晚期乳腺癌患者。
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治疗亨廷顿舞蹈症,丁苯那嗪在中国正式获批
国家药监局(NMPA)药品注册进度查询结果最新公示,由山东博士伦福瑞达制药申报的5.1类进口新药丁苯那嗪片新药上市申请已经获得批准。公开资料显示,丁苯那嗪(tetrabenazine)是首个在美国获批治疗亨廷顿舞蹈症的药物。
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汉光药业「尼替西农」获批,治疗1型酪氨酸血症患者!
6月21日,国家药监局(NMPA)发布的药品批准证明文件显示,汉光药业申报的尼替西农胶囊已在中国获批上市。公开资料显示,尼替西农是国际上治疗1型酪氨酸血症(HT-1)的首选药物,尼替西农原研药尚未在中国获批。本次汉光药业申报的尼替西农胶囊获批意味着,中国1型酪氨酸血症患者迎来了首款治疗药物。
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mRNA疫苗预防季节性流感,1期临床试验已经启动
6月22日,赛诺菲(Sanofi)的全球疫苗开发部赛诺菲巴斯德(Sanofi Pasteur)和Translate Bio公司宣布,双方联合开发的下一代mRNA季节性流感疫苗已启动了1期临床试验。两家公司已开发了两种使用不同脂质纳米颗粒(LNP)成分的疫苗配方(MRT5400和MRT5401)。该试验将评估这两款单价候选疫苗的安全性和免疫原性,这两款疫苗编码了甲型H3N2(A/H3N2)流感病毒株的血凝素蛋白。试验的中期数据预计将在今年年底公布。
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百济神州抗PD-1抗体两大新适应症获批!针对肺癌和肝癌
6月22日,国家药监督局(NMPA)官网最新公示,百济神州抗PD-1抗体新药替雷利珠单抗针对肺癌和肝癌的两项新适应症上市申请(sDNA)已获得批准。根据百济神州早前发布的新闻稿,这两项sDNA针对的适应症分别是:联合化疗用于治疗一线晚期非鳞状非小细胞肺癌(NSCLC)患者、治疗既往接受过治疗的不可切除肝细胞癌(HCC)患者。截至目前,替雷利珠单抗已在中国获批5项适应症。
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和黄医药MET抑制剂获批
6月22日,国家药监督局(NMPA)官网显示,和黄医药赛沃替尼已在中国获批。本次申请的适应症为:间质-上皮转化因子外显子14跳变的局部晚期或转移性的非小细胞肺癌。
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美国FDA受理PD-1新药治疗宫颈癌的生物制剂许可申请并授予优先审查
近日,免疫肿瘤公司Agenus宣布,美国食品和药物管理局(FDA)已受理抗PD-1抗体Balstilimab(巴替利单抗)的生物制品许可申请(BLA),该药用于治疗在化疗期间或化疗后疾病进展的复发性或转移性宫颈癌患者,FDA已授予该BLA优先审查和快速通道资格(FTD)。
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北恒生物通用型CAR-T产品CTD401获得美国FDA孤儿药资格认定
近日,南京北恒生物科技有限公司(以下简称“北恒生物”)宣布,其开发的抗CD7通用型CAR-T(UCAR-T)细胞治疗产品CTD401收到美国食品药品监督管理局(FDA)授予的孤儿药资格认定(Orphan Drug Designation,ODD),用于治疗T细胞急性淋巴细胞白血病(T-cell Acute Lymphoblastic Leukemia (T-ALL)。
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下一步肿瘤!BioNTech的mRNA癌症疫苗启动2期临床
BioNTech近日宣布,其治疗性癌症疫苗候选药物BNT111已启动针对晚期黑素瘤的2期临床试验BNT111-01(2020- 002195-12;NCT04526899),首例患者已在欧洲进行给药。
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中国首个CAR-T疗法!复星凯特阿基仑赛获批上市
6月22日,国家药监局官网显示,复星凯特靶向CD19自体嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法阿基仑赛注射液(axicabtagene ciloleucel)在中国的上市申请(受理号:CXSS2000006)获得NMPA批准上市,这是国内首个获批上市的CAR-T疗法。
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恒瑞医药PARP抑制剂新适应症获批
6月22日,国家药监督局(NMPA)官网最新公示,恒瑞医药PARP抑制剂氟唑帕利胶囊的新适应症上市申请获得批准。根据公开信息推测,本次获批的适应症可能为复发性卵巢癌维持治疗。
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全球首批!“first-in-class”糖尿病口服疗法在日本获批
6月23日,Poxel与住友制药(Sumitomo Dainippon Pharma)公司联合宣布,其“first-in-class”糖尿病创新药物Twymeeg(imeglimin hydrochloride)口服片剂的新药申请在日本获批,用于治疗2型糖尿病。Twymeeg此次批准基于多项临床前与临床试验的积极结果,包括三项入组1100多例患者的关键性3期临床试验。在所有3期临床试验中,Twymeeg均达到其主要终点,并表现出良好的安全性和耐受性特征。新闻稿指出,这是该药在世界上首次获得监管机构批准。
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翰森制药1类乙肝新药艾米替诺福韦获批上市
6月23日,翰森制药宣布自主研发的1类新药恒沐®(富马酸艾米替诺福韦片)获得国家药品监督管理局(NMPA)批准,用于治疗慢性乙型肝炎成人患者。恒沐®是翰森制药自主研发的第5个1类创新药,也是首个中国原研口服抗乙型肝炎病毒(HBV)药物。
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针对“渐冻人症”!喜鹊医药1类新药在美国获批临床
近日,喜鹊医药1类新药硝酮嗪治疗肌萎缩侧索硬化症 (ALS)获得美国FDA临床试验默示许可,即将在美国开展1期临床桥接试验。据悉,该试验是一项单中心、开放性的1期临床研究,旨在评估硝酮嗪在美国健康受试者身上的安全性、耐受性以及PK特征。
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2种极罕见血癌治疗药物在苏格兰获批 | 孤儿药
SMC 决定批准 Mogamulizumab可在苏格兰国民医疗服务体系(NHS Scotland)下有条件地使用。自此生活在苏格兰的患有两种极罕见形式的非霍奇金淋巴瘤的成年患者将可以获得一种全新的药物来得到治疗。
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SMA新药物获FDA快速通道资格认定 | 孤儿药
Scholar Rock是一家处于临床阶段的生物制药公司,专注于治疗蛋白质生长因子发挥基础性作用的严重疾病,该公司前不久宣布,美国食品和药物管理局(FDA)授予apitegromab(一种选择性肌生长抑制素激活抑制剂)治疗脊髓性肌萎缩症(Spinal Muscular Atrophy,SMA)快速通道资格认定。快速通道资格认定旨在促进药物的开发和加速药物的审查,以治疗严重疾病并尽早使患者获得新药。通过快速通道资格认定,如果符合相关标准,Scholar Rock有资格滚动提交apitegromab的生物许可证申请(BLA)。
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国内首家:安源医药FGF21融合蛋白申报临床
6月22日,安源医药FGF21-Fc的临床试验申请获得NMPA受理。
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罗氏旗下ADC药物赫赛莱®新适应症再次获批 接力守护HER2阳性晚期乳腺癌患者长期生存
6月23日,罗氏制药中国宣布,国家药品监督管理总局正式批准创新靶向药物赫赛莱®(英文商品名:Kadcyla®,通用名:恩美曲妥珠单抗),单药治疗接受了紫杉烷类和曲妥珠单抗治疗的HER2阳性、不可切除局部晚期或转移性乳腺癌患者,且患者应具备以下任一情形:既往接受过针对局部晚期或转移性乳腺癌的治疗,或在辅助治疗期间或完成辅助治疗后6个月内出现疾病复发。
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首款儿童口服血液稀释药物Pradaxa获FDA批准
日前,勃林格殷格翰Pradaxa已获得美国FDA批准,用于儿童静脉血栓栓塞症,该药也成为了第一种用于治疗3个月至12岁以下儿童的口服稀释血液药物。
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针对老年人视力丧失主因,罗氏创新眼部给药系统获FDA优先审评资格
6月24日,罗氏(Roche)旗下基因泰克(Genentech)宣布,美国FDA已接受使用独特端口递送系统给药的雷珠单抗疗法(Port Delivery System with ranibizumab,PDS)的生物制品许可申请(BLA),用于治疗湿性年龄相关性黄斑变性(AMD)患者。FDA同时授予这一BLA优先审评资格,预计在今年10月23日前做出回复。之前一项关键性3期临床试验表明,在超过98%的湿性AMD患者中,PDS能够将治疗间隔时间延长至6个月,并提供与每月注射雷珠单抗相当的视力结果。新闻稿指出,如果获得批准,PDS将成为首个能够定期补充给药的眼部移植体疗法,为湿性AMD患者提供一种替代当前标准治疗的便捷新治疗选择。
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KRAS抑制剂获FDA突破性疗法认定,再鼎拥有大中华区开发权益
6月24日,Mirati Therapeutics公司宣布,美国FDA已经授予该公司开发的KRAS G12C抑制剂adagrasib突破性疗法认定,用于治疗携带KRAS G12C突变的经治非小细胞肺癌(NSCLC)患者。突破性疗法认定有望加快这一疗法的开发和审评过程。值得一提的是,再鼎医药在本月初与Mirati公司达成合作,获得在大中华区开发和商业化adagrasib的独家权益。
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继续针对β淀粉样蛋白,两款阿尔茨海默病疗法获突破性疗法认定
6月24日,礼来公司(Eli Lilly and Company)宣布,其在研阿尔茨海默病(AD)抗体疗法donanemab获得美国FDA授予的突破性疗法认定。新闻稿同时指出,礼来计划在今年晚些时候,使用加速批准通道,向FDA递交donanemab的生物制品许可申请(BLA)。
6月23日,渤健(Biogen)和卫材(Eisai)联合宣布,美国FDA已授予在研AD抗体疗法lecanemab (BAN2401)突破性疗法认定。
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第6款!诺诚健华多靶点RTK抑制剂获批临床
中国国家药监局药品审评中心(CDE)公示显示,诺诚健华1类新药ICP-033片获得两项临床试验默示许可,拟开发用于治疗实体肿瘤。根据诺诚健华新闻稿,ICP-033是一种新型多靶点受体酪氨酸激酶(RTK)抑制剂,也是该公司第6款获批进入临床阶段的创新药。
总缓解率66.3%,创新ADC关键性临床试验中期结果积极
6月22日,ADC Therapeutics宣布,其靶向CD25的新型抗体偶联药物(ADC)camidanlumab tesirine(Cami),在治疗复发/难治性霍奇金淋巴瘤患者的关键性2期临床试验中获得积极结果。中期分析显示,经过大量前期治疗的患者接受Cami治疗后,达到66.3%的总缓解率(ORR)与27.7%的完全缓解率(CRR),且没有出现新的安全性信号。本次研究旨在支持向美国FDA提交生物制品许可申请(BLA)。本次结果显示了Cami解决接受过多种前期治疗的患者未满足需求的潜力。
《柳叶刀》子刊:治愈率97%!两药联合为大规模消除丙肝带来有效方案
近期,发表在《柳叶刀》子刊The Lancet Gastroenterology & Hepatology的研究发现,服用泛基因型非结构蛋白5A(NS5A)抑制剂ravidasvir(拉维达韦)和NS5B抑制剂sofosbuvir(索非布韦),在慢性HCV感染成人患者中的治愈率为97%,且耐受性良好。
一线治疗宫颈癌,Keytruda组合疗法显著延长患者总生存期
6月22日,默沙东(MSD)公司宣布,其PD-1抑制剂Keytruda,与含铂化疗联用(加或不加贝伐珠单抗),在一线治疗持续性、复发性或转移性宫颈癌患者的关键性3期临床试验中达到了主要终点。中期分析显示,无论PD-L1状态如何,相比同类含铂化疗(加或不加贝伐珠单抗),这种组合疗法为患者的总生存期(OS)和无进展生存期(PFS)提供了有统计学意义与临床意义的改善。
肿瘤新生抗原疫苗1期临床数据积极,能够引起广泛免疫反应
近日,生物制药公司Genocea Biosciences公开了GEN-009的1期试验中最新的免疫原性和临床反应数据,再度验证了该公司能通过其专有的ATLAS平台来特异性地确定具有临床意义的免疫治疗靶点。
自体、异体同时进行!帕金森干细胞疗法进入2期临床
近日,美国休斯顿地区非营利组织希望生物科学干细胞研究基金会(HBSCRF)获得美国食品和药物管理局(FDA)批准开展一项关于同种异体脂肪来源间充质干细胞,多次静脉输注,治疗帕金森的2期临床试验(NCT04928287),旨在评估该疗法的有效性和安全性,以及在改善帕金森病患者日常生活活动和生活质量方面的作用。
这款“几经波折”的基因治疗公布最新数据,未来是否值得看好?
6月22日,荷兰生物技术公司uniQure(纳斯达克股票代码:QURE)公布了其B型血友病基因疗法etranacogene dezaparvovec的关键性3期临床试验,为期52周的积极临床数据。
77%乙肝患者产生T细胞免疫应答,腾盛博药/VBI免疫疗法临床结果积极
腾盛博药(Brii Biosciences)和VBI Vaccines今天宣布,双方合作开发的在研免疫疗法BRII-179(VBI-2601)在治疗慢性乙型肝炎病毒(HBV)感染患者的1b/2a期临床试验中获得积极结果。试验结果显示这一免疫疗法可诱导B细胞(抗体)和T细胞免疫应答,在接受核苷(酸)类似物(NUC)治疗的非肝硬化慢性乙型肝炎患者中耐受性良好,未观察到安全性信号。
达主要临床终点!君圣泰核心产品2期临床结果将亮相国际会议
6月22日,君圣泰宣布,将在2021年6月23日至26日举行的欧洲肝脏研究学会(EASL)年会暨国际肝病大会(ILC 2021)上,展示HTD1801治疗原发性硬化性胆管炎(PSC)的临床2期试验结果。本试验是一项随机双盲、安慰剂对照的国际多中心临床试验,旨在评估HTD1801用于治疗PSC的安全性和有效性,由华盛顿州立大学西北肝脏研究所所长Kris Kowdley医学博士领衔,在美国和加拿大的25家临床中心完成。
一线治疗食管鳞癌,信达生物PD-1抑制剂3期临床达主要终点!
6月23日,信达生物宣布,在一项一线治疗晚期或转移性食管鳞癌的3期临床研究期中分析中,PD-1抑制剂信迪利单抗联合化疗达到了主要研究终点:不仅显著延长了患者的总生存期,并表现出了良好的安全性。
肺动脉高压药物2期试验初步数据公布
Acceleron 是一家致力于发现、开发和商业化治疗严重和罕见疾病的TGF-β超家族疗法的领先生物制药公司,该公司前不久公布了其sotatercept治疗肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)患者的2期试验SPECTRA的初步中期数据。
发表的研究结果包括21名试验参与者中前10名患者的评估结果。这些来自正在进行中试验的初步数据,旨在通过有创心肺运动试验(iCPET)记录评估静息和运动的血流动力学和峰值摄氧量,结果显示接受sotatercept治疗的患者在多个关键性血流动力学指标方面都有所改善。
全身性重症肌无力2期试验最新数据
强生公司的杨森制药公司前不久公布了其研究性化合物nipocalimab(M281)治疗全身性重症肌无力(generalized myasthenia gravis,gMG,一种慢性自身免疫性神经肌肉疾病)2期Vivacity-MG研究的全部结果。Vivacity-MG研究评估了对正在进行的标准护理治疗反应不佳的68例中重度gMG患者在标准治疗下,接受nipocalimab治疗对照安慰剂治疗的安全性、耐受性和有效性。患者被随机分为四个给药组和安慰剂组,主要疗效终点为重症肌无力日常生活能力(MG-ADL)评分。MG-ADL是一种有效且易于使用的结果测量方法,用于评估对患者日常生活影响最大的症状。
诺华公布多发性硬化症B细胞靶向疗法Kesimpta新长期数据
6月23日,据报道,诺华公司公布了B细胞靶向治疗Kesimpta的新长期数据,显示平均免疫球蛋白G (IgG) 和免疫球蛋白M (IgM) 在接受治疗的复发性多发性硬化症 (RMS) 成人患者中保留了3.5年以上。
CD34+细胞治疗糖尿病肾病,即将启动临床研究
近日,一家临床阶段的生物制药公司Caladrius Biosciences,Inc宣布,美国食品和药品管理局(FDA)已授权其新药CLBS201(IND)的申请,主要用于治疗糖尿病肾病(DKD)。预计在2021年下半年,将启动CLBS201的1/2阶段概念验证性的研究。
利用mRNA成功将iPSC诱导成神经元,突破传统重编程限制
6月23日,SQZ Biotechnologies生物技术公司在2021年国际干细胞研究学会年会上公布了一项研究结果,表明该公司的Cell Squeeze技术可以通过单次递送一种mRNA转录因子,实现诱导iPSC衍生成神经元。这些新发现建立在该公司肿瘤学和自身免疫性疾病项目最近的临床和临床前研究报告的基础上,进一步证明了SQZ广泛的细胞工程能力。
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Science Advances | 重大进展!中国科学技术大学等多单位合作,臧建业/张璇等发现组蛋白血清素化的识别蛋白
2021年6月18日,中国科学技术大学臧建业,张璇及上海交通大学Mo Xi共同通讯在Science Advances在线发表题为“Structural insights into the recognition of histone H3Q5 serotonylation by WDR5”的研究论文,该研究发现 WDR5 与组蛋白 H3 的 N 端尾部相互作用,并充当 H3Q5ser 的“阅读器”。
更多解读:
组蛋白 H3Q5 (H3Q5ser) 的血清素化是最近发现的组蛋白翻译后修饰,在神经元细胞分化过程中作为与 H3K4me3 协同作用的基因激活的许可标记。然而,任何特异性识别 H3Q5ser 的蛋白质仍然未知。
WDR5 与 H3Q5ser 和 H3K4me3Q5ser 肽复合物的晶体结构表明,血清素基团位于 WDR5 的浅表面口袋中。在神经母细胞瘤细胞中的实验表明,WDR5-H3Q5ser 相互作用的破坏会阻碍 H3K4me3 的修饰。WDR5 与 H3Q5ser 共定位于神经母细胞瘤细胞中促癌基因的启动子区域,在那里它促进基因转录以诱导细胞增殖。因此,除了揭示 WDR5 读取 H3Q5ser 以激活转录的先前未知的机制之外,该研究表明,这种 WDR5-H3Q5ser 介导的表观遗传调控显然促进了肿瘤发生。
核小体由 147 个 DNA 碱基对组成,由核心组蛋白八聚体包裹;这些是染色质的基本亚基,携带遗传和表观遗传信息以控制发育和环境适宜的基因转录和基因组调控。组蛋白的翻译后修饰 (hPTM) 现在被认为对不同的生物过程产生重大的调节影响。多种 hPTM,如甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化,已被确定为表观遗传标记,驱动基因调控网络控制细胞命运决定。hPTM 由“写入器”和“擦除器”酶动态调节,并被数十个“读取器”模块识别,这些蛋白质通过不同的方式协调以指定许多不同的生物学结果。由于质谱技术的发展,据报道先前未鉴定的组蛋白修饰如巴豆酰化、β-羟基丁酰化、乳酸化和血清素化可激活基因转录,并且这些修饰在功能上与对代谢应激和神经元细胞分化的生理反应有关等。
血清素是一种神经递质,可通过细胞表面受体激活细胞内信号通路。此外,在组织转谷氨酰胺酶 (TGM) 催化的转酰胺化作用下,血清素可以共价修饰并调节靶蛋白的功能,包括纤连蛋白、小鸟苷三磷酸酶和 Rac1。尽管已知组蛋白是体外 TGM 的合适底物,但十多年来,组蛋白是否在体内被 TGM 血清素化一直不清楚。
最近的一项研究表明,TGM2 可以催化组蛋白 H3 的 Q5 位置的血清素化;由此产生的组蛋白 H3Q5 (H3Q5ser) 的血清素化经常与组蛋白 H3K4 (H3K4me3) 的三甲基化同时存在。特别值得注意的是,用三甲基化 K4 (K4me3)/血清酰化 Q5 (Q5ser) 标记 (H3K4me3Q5ser) 双重修饰的 H3 组蛋白与在神经元细胞分化和中枢神经系统发育中起作用的基因的转录激活有关。
尽管 H3Q5ser 已被提议作为通常促进基因转录的许可修饰,但尚未通过实验证实特异性识别 H3Q5ser 以介导基因激活的阅读蛋白。然而,在 Q5ser 和 K4me3 双重修饰存在的情况下,77 种蛋白质显示与组蛋白 H3 相关,包括含有 WD 重复序列的蛋白质 5 (WDR5)。WDR5 作为混合谱系白血病 (MLL) 复合物的核心亚基发挥作用,它在与组蛋白 H3 的 N 末端尾部相互作用时催化 H3K4 的甲基化。
先前的研究表明 WDR5 介导的转录活性与肿瘤生长、增殖、分化和转移相关。此外,有报道称 WDR5 结合神经元基因的启动子来调节影响细胞分化的基因的转录。鉴于其先前显示的与 H3Q5ser 的相互作用,并考虑到所报告的 WDR5 蛋白和 H3Q5ser 对神经元发育的影响,WDR5 可能是 H3Q5ser 的阅读蛋白,可破译表观遗传信号以激活神经发育相关的遗传程序。
在这项研究中,将 WDR5 确定为组蛋白 H3Q5ser 的阅读器,并证明 Q5 的血清素化显著增加了 WDR5 对组蛋白 H3 的结合亲和力。该研究基于 WDR5 与 H3Q5ser 或 H3K4me3Q5ser 肽复合的两种晶体结构阐明了 WDR5 特异性识别 H3Q5ser 的原子机制。
该研究发现破坏 WDR5 读取 H3Q5ser 的能力会降低神经母细胞瘤细胞中的 H3K4me3 水平并限制细胞增殖。因此,该研究展示了 WDR5 如何读取 H3Q5ser,并展示了这种识别和随后在选定位点的占用如何激活目标基因转录。最后,基于这种 WDR5/H3Q5ser 机制靶向转录激活的多个基因是已知的促癌基因,这一事实可能有助于解释神经母细胞瘤的进展,并可能支持创新抗肿瘤疗法的发展。
原文链接:
https://advances.sciencemag.org/content/7/25/eabf4291
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STTT | 重大进展!北京大学黄晓军/孔圆发现巨噬细胞在巨核细胞生成中的关键作用
2021年6月18日,北京大学黄晓军及孔圆共同通讯在Signal Transduction and Targeted Therapy (IF=13.49)上在线发表了题为“M2 macrophages, but not M1 macrophages, support megakaryopoiesis by upregulating PI3K-AKT pathway activity”的研究论文,该研究在异体移植后 PT 患者中发现了异常的 BM-M1/M2 MФ 极化,其特征是 M1 MФs 增加和 M2 MФs 减少,并伴有巨核细胞生成支持能力受损。
功能失调的巨核细胞生成阻碍血小板生成,这与血小板减少症 (PT) 密切相关。巨噬细胞 (MФs) 是骨髓 (BM) 微环境中的关键细胞成分。然而,M1 MФs 或M2 MФs 对调节巨核细胞(MKs)的具体作用在很大程度上是未知的。
RNA-seq 和蛋白质印迹分析表明 PI3K-AKT 通路在 PT 患者的 BM MФs 中下调。此外,PI3K-AKT 激活剂的体外治疗恢复了 PT 患者 MФs 受损的巨核细胞生成支持能力。此外,该研究发现 M1 MФs 抑制,而 M2 MФs 支持人类 MK 成熟和血小板形成。PI3K-AKT 通路的化学抑制降低了 M2 MФs 的巨核细胞生成支持能力,表现为 MK 计数、集落形成单位数、高倍性分布和血小板计数减少。
重要的是,PI3K-AKT 通路的基因敲低在体外和 MФ 特异性 PI3K 敲低小鼠模型中均损害了 MФs 的巨核细胞生成支持能力,表明 PI3K-AKT 通路在调节 M2 MФs 的巨核细胞生成支持能力中起关键作用。此外,M2 MФs 释放的 TGF-β 可能通过上调 MKs 中的 JAK2/STAT5 和 MAPK/ERK 通路促进巨核细胞生成。综上所述,该研究数据表明,M1 和 M2 MФs 以 PI3K-AKT 通路依赖的方式对 MKs 产生相反的影响,这可能导致对血小板减少症发病机制的新见解,并提供促进巨核细胞生成的潜在治疗策略。
巨核细胞生成是造血干细胞 (HSC) 从成骨细胞微环境迁移到血管微环境并最终分化为巨核细胞 (MK),然后进行增殖、分化和成熟以在骨髓 (BM) 中产生血小板的过程。来自小鼠研究的新证据表明,有效的巨核细胞生成取决于和谐的 BM 微环境。相比之下,血小板生成受到功能障碍的巨核细胞生成的阻碍,这与同种异体造血干细胞移植后 MK 植入不良密切相关(异体造血干细胞移植)。BM 微环境受损是导致长期孤立性血小板减少症 (PT) 发生的原因,其特征是 MK 成熟功能障碍和血小板减少症。此外, 用于恢复受损 BM 微环境的体外和体内治疗促进了 PT病人中的 MK 成熟, 进一步证实了 BM 微环境在支持巨核细胞生成方面的重要作用。
巨噬细胞 (MΦs) 是支持 BM 微环境中造血的关键细胞成分。然而,据报道,BM MΦs 在调节巨核细胞生成方面发挥积极和消极作用。在免疫性血小板减少症患者中(ITP) 接受静脉注射免疫球蛋白治疗后,发现 BM MΦs 与 MKs 密切接触并与血小板计数增加有关,这表明 MΦs 正调节巨核细胞生成。然而,Alves-Rosa 等人报道,在 ITP 小鼠模型中,消耗 BM MΦs 增强了巨核细胞生成和血小板生成,这表明 MΦs 负向调节巨核细胞生成。
通常,MΦs 可以极化为经典激活 (M1) MΦs 和交替激活 (M2) MΦs。M1 MΦs 介导对细胞内病原体和组织破坏的抵抗力,而 M2 MΦs 通常面向组织重塑和修复。最近,一项共聚焦激光扫描显微镜研究显示 :与非 ITP 对照患者相比,ITP 患者脾脏中M1 MΦs 的数量增加, M2 MΦ 的数量减少,提供了 M1 MΦ 和 M2 MΦ 在调节血小板生成方面具有不同作用的线索。然而,需要进一步阐明M1 或 M2 MΦ 对调节巨核细胞生成和调节 MΦ 在巨核细胞生成中的支持功能的方法。
PI3K-AKT 通路是细胞生长和存活的中心信号通路。使用敲除小鼠或小干扰 RNA 的动物研究表明,PI3K-AKT 通路参与 M1/M2 MФ 极化的调节,尤其是在 M2 MФs 的激活方面。此外,大量证据表明 PI3K- AKT 通路在 M2 MФs 的存活、增殖和代谢中的作用。尽管越来越多的证据表明 PI3K-AKT 通路在促进 M2 极化以重编程 MФ 功能方面起着至关重要的作用,但尚未在 MФ 亚型中研究 PI3K-AKT 通路对调节 MФs 巨核支持能力的影响。
因此,目前的研究旨在解决 M1 MФs 和 M2 MФs 在调节巨核细胞生成中的作用。在体外和在 MΦ 特异性 PI3K 敲低小鼠模型中研究了 PI3K-AKT 通路对调节 MФs 的巨核细胞生成支持能力的影响。此外,在 PT 患者(allo-HSCT 后血小板减少症的临床模型)中评估了 M1/M2 MФ 极化在调节巨核细胞生成和 PI3K-AKT 通路的药理干预中的作用。该研究旨在为 MK 成熟功能障碍和血小板减少症患者确定一种潜在的治疗策略。
该研究在异体移植后 PT 患者中发现了异常的 BM-M1/M2 MФ 极化,其特征是 M1 MФs 增加和 M2 MФs 减少,并伴有巨核细胞生成支持能力受损。
RNA-seq 和蛋白质印迹分析表明 PI3K-AKT 通路在 PT 患者的 BM MФs 中下调。此外,PI3K-AKT 激活剂的体外治疗恢复了 PT 患者 MФs 受损的巨核细胞生成支持能力。此外,该研究发现 M1 MФs 抑制,而 M2 MФs 支持人类 MK 成熟和血小板形成。
重要的是,PI3K-AKT 通路的基因敲低在体外和 MФ 特异性 PI3K 敲低小鼠模型中均损害了 MФs 的巨核细胞生成支持能力,表明 PI3K-AKT 通路在调节 M2 MФs 的巨核细胞生成支持能力中起关键作用。此外,M2 MФs 释放的 TGF-β 可能通过上调 MKs 中的 JAK2/STAT5 和 MAPK/ERK 通路促进巨核细胞生成。综上所述,该研究数据表明,M1 和 M2 MФs 以 PI3K-AKT 通路依赖的方式对 MKs 产生相反的影响,这可能导致对血小板减少症发病机制的新见解,并提供促进巨核细胞生成的潜在治疗策略。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41392-021-00627-y03
Hepatology | 再取新进展!武汉大学张鹏/李红良/杨海龙揭示肝脏缺血/再灌注的新的潜在治疗靶点
2021年6月16日,武汉大学张鹏,李红良及杨海龙共同通讯在Hepatology (IF=14.68)在线发表题为“TNIP3 is a novel activator of Hippo-YAP signaling protecting against hepatic ischemia/reperfusion injury”的研究论文,该研究发现肝细胞 TNIP3 在接受 I/R 手术的个体和小鼠的肝脏中均显著上调。肝细胞特异性 Tnip3 过表达有效减轻了 I/R 诱导的肝坏死和炎症,但改善了小鼠的细胞增殖,而 TNIP3 消融在很大程度上加剧了肝损伤。发现 TNIP3 对肝脏 I/R 损伤的这种抑制作用依赖于 Hippo-YAP 信号通路的显著激活。从机制上讲,该研究发现 TNIP3 直接与 LATS2 相互作用并促进 NEDD4 介导的 LATS2 泛素化,导致YAP S112 磷酸化降低和 YAP 下游因子的激活转录。值得注意的是,通过腺相关病毒是 TNIP3在肝脏表达,大大阻断了小鼠的 I/R 损伤。
肝缺血/再灌注 (I/R) 损伤是肝脏外科手术过程中常见的临床问题,导致大部分早期移植失败和器官排斥病例。肝脏 I/R 损伤的关键调节因子的鉴定可能为临床改善肝脏手术的预后提供潜在的策略。
总之,该研究发现TNIP3 是肝脏 IR 损伤的新型调节剂,通过协助 LATS2 的泛素化和降解以及由此产生的 YAP 激活来减轻细胞死亡和炎症。TNIP3 是肝脏 I/R 损伤的有希望的治疗靶点,可改善肝脏手术的预后。
另外,2021年6月8日,武汉大学李红良,白兰及袁玉峰等共同通讯在Cell Metabolism(IF=21.57)在线发表了题为“TMBIM1 is an inhibitor of adipogenesis and its depletion promotes adipocytehyperplasia and improves obesity-related metabolic disease”的研究论文,该研究通过大规模高通量筛选首次鉴定溶酶体蛋白TMBIM1是一个全新的抑制脂肪生成的关键因子,揭示了TMBIM1对脂肪生成和肥胖相关代谢紊乱的关键负调控作用,提示TMBIM1是治疗肥胖相关代谢紊乱的潜在分子靶点。
2021年5月28日,李红良团队在Circulation Research 发表“Nonalcoholic Fatty Liver Disease: An Emerging Driver of Cardiac Arrhythmia”,详细归纳解析了NAFLD作为心律失常危险因素的临床证据和病理生理机制;
2021年5月4日,李红良团队在Cell Metabolism 发表“A kinome screen reveals that Nemo-like kinase is a key suppressor of hepaticgluconeogenesis”研究论文,首次发现NLK是肝脏糖异生紊乱的关键抑制分子;
2021年4月24日,李红良团队在Hepatology 发表“Hepatocyte SH3RF2 Deficiency is a Key Aggravator for Nonalcoholic Fatty Liver Disease”研究论,首次鉴定出E3泛素连接酶SH3RF2靶向ACLY改善NAFLD进程;
2021年4月7日,李红良团队在Hepatology 发表“Therapeutic Potential of G Protein‐Coupled Receptors against Nonalcoholic Steatohepatitis”的综述文章,全面总结了GPCR分子在NASH中的最新研究进展和应用前景;
2021年2月,李红良团队在Hepatology 正式发表“Milk Fat Globule-Epidermal Growth Factor-Factor 8 Improves Hepatic Steatosis and Inflammation”研究论文,首次揭示了MFGE8通过是NASH的重要负调控分子;
2021年1月5日,李红良团队在Cell Metabolism 发表“The neutrophil-to-lymphocyte ratio determines clinical efficacy of corticosteroidtherapy in patients with COVID-19”研究论文,在全球范围内首次明确了新冠肺炎治疗中糖皮质激素的“使用边界”;
2021年1月,李红良团队在Hepatology 正式发表 “Hepatic Regulator of G Protein Signaling 5 Ameliorates NonalcoholicFatty Liver Disease by Suppressing Transforming Growth Factor Beta-ActivatedKinase 1-c-Jun-N-Terminal Kinase/p38 Signaling”研究论文,首次发现RGS5通过靶向TAK1磷酸化,从而显著改善NASH。
肝缺血/再灌注 (I/R) 是肝移植、肝切除和其他手术中不可避免的过程,是早期移植失败、组织损伤、器官排斥甚至肝功能衰竭的关键原因。尽管据报道预处理和后处理可改善肝脏 I/R 损伤,但这些策略仅对有限数量的临床实践中缺血持续时间相对较长且肝切除量较小的患者有效。尚未批准用于预防或治疗 I/R 触发的肝损伤的药理学方法。
事实上,肝脏可以耐受缺血引起的急性氧中断、糖原消耗和 ATP 缺乏。然而,在再灌注阶段,突然和强烈的氧化应激和炎症反应直接诱导广泛的肝细胞损伤和坏死。这些病理事件相互促进,从而导致严重甚至不可逆的肝功能障碍。因此,阻断这种恶性循环的策略将有效改善肝损伤,并有助于开发新的临床干预措施以改善手术预后。
TNFAIP3 相互作用蛋白 3 (TNIP3),也称为 NF-κB 激活 3 (ABIN3) ,最初被鉴定为 TNFAIP3 结合蛋白和脂多糖 (LPS) 诱导的NF-kB 激活负调节因子。由于其密切参与炎症和免疫事件,TNIP3 广泛参与病毒感染、结肠炎和类风湿性关节炎。
在肝脏中,TNIP3 的腺病毒基因转移可以降低 LPS 诱导的 NF-kB 信号活性,从而部分阻断 LPS/D-(+)-半乳糖胺诱导的小鼠死亡率。值得注意的是, TNIP3 通过直接结合 TGFβ 激活激酶 1 (TAK1) 并以不依赖 TNFAIP3 的方式抑制其激活,在改善非酒精性脂肪性肝炎 (NASH) 中的强大作用。然而,TNIP3 在肝 I/R 损伤中的功能仍然未知。
在本研究中,发现 I/R 诱导的肝损伤后肝细胞中 TNIP3 表达上调。基于体外和体内研究,该研究将 TNIP3 鉴定为肝脏 I/R 损伤的保护性调节剂。也清楚地证明了 TNIP3 诱导的肝损伤保护的深层分子机制。
总之,该研究发现TNIP3 是肝脏 IR 损伤的新型调节剂,通过协助 LATS2 的泛素化和降解以及由此产生的 YAP 激活来减轻细胞死亡和炎症。TNIP3 是肝脏 I/R 损伤的有希望的治疗靶点,可改善肝脏手术的预后。
原文链接:
https://aasldpubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hep.3201504
Science Advances | 南昌大学等多单位合作,黄浩杰/叶定伟发现癌症细胞染色质不稳定的潜在机理
2021年6月18日,梅奥诊所,南昌大学及复旦大学等多单位合作,黄浩杰,Georges Mer及叶定伟共同通讯在Science Advances 在线发表题为“ATM-phosphorylated SPOP contributes to 53BP1 exclusion from chromatin during DNA replication”的研究论文,该研究证明 E3 泛素连接酶 SPOP 通过从 DSB 中排除 53BP1 ,在细胞周期的 S 期促进 HR。
53BP1 激活非同源末端连接 (NHEJ) 并抑制 DNA 双链断裂 (DSB) 的同源重组 (HR) 修复。53BP1 从 DSB 中解离并随后激活 HR,这是一种比 NHEJ 更不容易出错的途径,有助于在 DNA 复制过程中保持基因组完整性;然而,潜在的机制尚未完全了解。
为应对 DNA 损伤,ATM 激酶催化的 SPOP 磷酸化导致 SPOP 的构象变化,通过 X 射线晶体结构显示,稳定其与 53BP1 的相互作用。53BP1 结合的 SPOP 诱导 53BP1 的多泛素化,通过含有 valosin 的蛋白质/p97 分离酶复合物从染色质中提取 53BP1。该研究工作表明,SPOP 通过从染色质中去除 53BP1 来促进 DNA 复制过程中 NHEJ 的 HR 修复。癌症衍生的 SPOP 突变会阻止 SPOP 与 53BP1 的相互作用,从而导致 HR 缺陷和染色体不稳定。
DNA 双链断裂 (DSB) 是有害的 DNA 损伤,与染色体易位和癌症有关。DSB 通过非同源末端连接 (NHEJ) 和同源重组 (HR) 两种主要途径进行修复。DNA 损伤反应 (DDR) 蛋白 53BP1调节这些 DSB 修复途径。53BP1(p53 结合蛋白 1)通过促进断裂 DNA 末端的长距离连接来促进 NHEJ,同时它通过抑制 DNA 末端切除产生 3' 单链 DNA (ssDNA) 悬垂来对抗 HR,这是搜索所必需的同源模板。
依赖于 ATM-H2AX-NBS1-MDC1-RNF8-RNF168 DSB 信号轴,53BP1 通过结合组H4K20me2和H2AK15ub定位到染色质。在 DSB 中,53BP1 通过与 PTIP 和 RIF1 的相互作用抑制 DNA 末端切除,RIF1 募集到断裂位点的 ssDNA 结合屏蔽复合物(REV7、SHLD1、SHLD2 和 SHLD3),保护 ssDNA 免受末端切除核酸酶的降解。
广泛的努力集中在了解如何促进或防止响应 DSB 的 53BP1 染色质募集。许多调控机制已被发现,包括染色质提取或降解 L3MBTL1、JMJD2A 和 MBTD1,这三种蛋白质与 53BP1 竞争结合 H4K20me2;TIP60 介导的组蛋白 H4 在 lysine-16 (H4K16ac) 和 H2A lysine-15 (H2AK15ac) 处乙酰化,这是两种抑制 53BP1 与染色质结合的翻译后修饰;以及 53BP1 串联 Tudor 结构域与 TIRR 的直接相互作用,这会阻断 53BP1 的 H4K20me2 结合表面 。
在 53BP1 募集到染色质之前,这些不同的机制对 DNA 修复途径的选择、HR 与 NHEJ 有影响。在 DNA 复制期间,当姐妹染色单体指导修复过程时,染色质结合的 53BP1 中会发生从容易出错的 NHEJ 到更准确的 HR 途径的转换。随着细胞过渡到细胞周期的 S 期,H4K20me2 的稀释有助于减少复制后染色质中的 53BP1 位点。同时,BRCA1 通过其 BARD1 与 H4K20me0 相互作用,从而被招募到复制后染色质。鉴于大部分 H4K20me2 仍处于 S 期,因此必须存在控制从染色质中去除 53BP1 的其他机制。
SPOP 基因在人类癌症中经常发生突变,例如前列腺癌和子宫内膜癌。SPOP编码 Cullin3 (CUL3)–RING-box 1 (RBX1) E3 泛素连接酶 (CRL) 复合物的底物结合接头。生化和小鼠遗传研究已经确定了许多与前列腺癌相关的蛋白质作为 SPOP 的降解底物,例如雄激素受体、BMI1、SRC3、TRIM24 和 BRD4 。SPOP也参与调节基因组稳定性;然而,SPOP 如何控制基因组稳定性尚不清楚。
在本研究中,表明 SPOP 作为 E3 泛素连接酶发挥作用,主要在 S 期与 53BP1 结合并催化 53BP1 的 K29 连接多泛素化。SPOP 依赖性 53BP1 多泛素化触发 53BP1 从染色质中的分离,从而促进 HR 通过 NHEJ 修复 DNA。该研究展示了在染色质参与的 53BP1 的背景下,HR 对 NHEJ 的“承诺后”选择。
原文链接:
https://advances.sciencemag.org/content/7/25/eabd9208
05
Genome Research | 汪小我/颉伟课题组揭示细胞衰老过程的基因组三维结构改变规律
2021年6月17日,清华大学汪小我教授与颉伟教授合作在Genome Research在线发表了题为The loss of heterochromatin is associated with multiscale three-dimensional genome reorganization and aberrant transcription during cellular senescence 的研究性论文。该工作通过多组学大数据的生物信息整合分析,发现了细胞衰老过程中异染色质的大规模丢失伴随着染色质开放性和多层次的染色质三维结构的变化,并且在异染色质丢失区域出现了异常基因表达泄露(gene expression leakage)的现象。这一研究丰富了我们对衰老细胞异染色质状态的认识,建立了衰老细胞中异染色质开放性、三维基因组结构、转录调控之间的联系。这些发现对于后续识别衰老细胞和干预衰老过程的研究有着重要参考意义。
研究首先通过Western blot确认了实验中的衰老细胞出现异染色质丢失的现象,然后利用Hi-C、RNA-seq、ChIP-seq和 ATAC-seq等高通量测序技术刻画了四种细胞状态 (增殖、静默、衰老、深度衰老) 的染色质结构、开放性以及转录水平(图1)。
图1 实验设计
研究发现,虽然衰老细胞异染色质出现丢失,但是H3K9me3标记的异染色质区域在衰老后并没有出现大规模A/B compartment翻转现象,基本上维持了稳定的A/B compartment结构。但是这些区域近端、远端甚至是染色体之间的相互作用都有显著的增强。比如,有些异染色质区域在细胞衰老之后还形成了新的三维空间环状loop结构,这与衰老细胞中异染色质区域CTCF结合位点开放性增强相关(图2)。而出现A/B compartment翻转的区域主要富集在高H3K27me3水平的区域里,具有细胞类型特异性。这些现象也佐证了A/B compartment与TAD (loop) 之间相对独立的关系。
图2 衰老细胞异染色质中出现新的loop结构
伴随着异染色质区域开放性和相互作用增强,原来大量不表达的基因在衰老细胞中出现基因表达泄露。尽管这些基因的表达丰度很低,但能够在多个不同类型衰老细胞的公共数据集和单细胞数据中得到验证。揭示了衰老细胞在染色质结构和转录调控方面的异质性改变(图3)。
图3 衰老细胞染色质结构与转录调控的特征
本研究通过整合多组学数据,揭示了衰老过程中基因组异染色质区域大规模的表观遗传改变和转录异常,提示了异染色质状态改变与衰老之间的密切关系,为阐明衰老伴随的染色质结构和基因调控变化和作用机制提供了新视野,为理解人类衰老和防治衰老相关疾病提供了新的思路。
清华大学汪小我教授与颉伟教授为论文的共同通讯作者,清华大学博士生张祥林、博士后刘雪会、博士后杜振海为论文的共同第一作者。
原文链接:
https://www.genome.org/cgi/doi/10.1101/gr.275235.121
06
PNAS丨陈鹏/邹鹏合作开发亚细胞磷酸化蛋白质组学新技术SubMAPP
近日,北京大学化学与分子工程学院陈鹏课题组与邹鹏课题组在PNAS上合作发表题为 Spatiotemporally resolved subcellular phosphoproteomics 的论文,利用生物正交剪切反应和化学脱笼策略,构建了可控激活的邻近标记酶,并进一步与磷酸化富集技术相偶联,开发了首个基于生物正交邻近标记的亚细胞磷酸化蛋白质组捕获技术——SubMAPP(Subcellular-specific uncaging-assisted biotinylation and MApping of PhosphoProteome),成功实现了活细胞中亚微米分辨率下的磷酸化蛋白质组捕获,并将其拓展至神经元及活体动物等复杂体系。
蛋白质磷酸化是最重要的翻译后修饰之一,在细胞信号转导、分化增殖、应激响应等生命过程中都扮演着极为重要的角色,更直接影响了包括肿瘤在内等诸多疾病的发生发展过程。在过去的几十年中,得益于质谱技术的飞速发展,磷酸化蛋白质组学技术日趋完善,并在生命科学和医学领域得到了广泛的应用【1】。
众所周知,真核细胞在结构上呈现高度区室化的特征,其中生物大分子的空间分布具有很强的异质性。精准解读不同细胞器和亚细胞区域的蛋白质磷酸谱,能够极大的促进我们对于磷酸化功能的认知【2】。然而,现有的磷酸化蛋白质组技术并不具备亚细胞水平的空间分辨率,难以实现对亚细胞区域磷酸化蛋白质谱的深度绘制。
近年来,以过氧化物酶(APEX/HRP)和生物素连接酶(TurboID/BioID)为代表的邻近标记酶,因其优异的空间分辨率和普适性,在空间蛋白质组学领域受到了广泛关注【3】。然而,现有方法局限于表征蛋白质的丰度,无法进行亚细胞水平的翻译后修饰组学研究,因而不能体现出蛋白质翻译后修饰可逆和动态的特性。例如,APEX和HRP需要高达1 mM的过氧化氢诱发标记反应,而Turbo在细胞中的表达会造成大规模的蛋白质生物素化,这些都会在一定程度上影响蛋白质的翻译后修饰谱【4,5】。因此,迫切需要一种生物正交、时空可控的化学标记工具,用于开展亚细胞水平的蛋白质翻译后修饰组学研究。
受此启发,陈鹏课题组基于在蛋白质生物正交激活领域的前期积累【6】,与邹鹏课题组合作,利用遗传密码子拓展技术实现了最新一代生物素连接酶Turbo的光控激活(photoTurbo)和化学激活(chemoTurbo)。通过对酶活性的直接调控,而非生物素的补充来控制其对邻近蛋白质的标记,生物正交激活Turbo显著降低了野生型Turbo利用内源生物素标记的背景,消除了内源蛋白质过度生物素化,以及生物素剥夺对蛋白质翻译后修饰产生的干扰。同时,在亚细胞蛋白质组的特异性和覆盖率上,生物正交激活Turbo也毫不逊色于野生型Turbo。
图1. SubMAPP工作流程 激活Turbo后,第一步富集得到亚细胞特异性的蛋白质组,第二步富集磷酸化肽段,从而鉴定得到亚细胞特异的磷酸化修饰组。
在此基础上,作者进一步发展了“串联富集”的策略,将邻近标记酶介导的空间蛋白质组学技术与特定蛋白质翻译后修饰富集技术有效整合,实现了亚细胞区域特定翻译后修饰蛋白质组的深度捕获。他们成功富集了活细胞内质网腔中的磷酸化蛋白质组,确定了分泌途径中主要的磷酸化氨基酸残基序列为S-P-E,并鉴定到了部分已知分泌相关激酶FAM20C的底物和新的磷酸化修饰蛋白/位点。随后,作者应用该技术解析了在内质网应激条件下,腔内蛋白质组和磷酸化蛋白质组的动态变化。有趣的是,通过设计的“脉冲-追踪”实验,他们揭示了内质网应激条件下内质网-线粒体之间的“蛋白质穿梭”现象。最后,作者还将SubMAPP技术拓展到了体外培养的大鼠神经元和活体小鼠水平,进一步展示了该技术的高效性和普适性。
综上,该项研究构建了一种生物正交、时空可控的邻近标记酶,并结合磷酸化串联富集策略,发展了亚细胞磷酸化蛋白质组学新技术。未来,该策略有望拓展至其他翻译后修饰类型,在亚细胞水平绘制多种蛋白质翻译后修饰谱。
北京大学化学与分子工程学院、北大-清华生命科学联合中心陈鹏教授和邹鹏研究员为该论文的共同通讯作者,博士后刘衍军、博士研究生曾如馨为该论文的共同第一作者。
原文链接:
https://doi.org/10.1073/pnas.2025299118
参考文献:
1. Humphrey, S., Azimifar, S. & Mann, M. High-throughput phosphoproteomics reveals in vivo insulin signaling dynamics. Nat. Biotechnol., 33, 990–995 (2015)
2. Altelaar, A. F. M., Munoz, J. & Heck, A. J. R. Next-generation proteomics: towards an integrative view of proteome dynamics. Nat. Rev. Genet., 14, 35-48 (2013).
3. Zhou, Y., Zou, P. The evolving capabilities of enzyme-mediated proximity labeling. Curr. Opin. Chem. Biol., 60, 30-38 (2021).
5. Madsen, C. T. et al. Biotin starvation causes mitochondrial protein hyperacetylation and partial rescue by the SIRT3-like deacetylase Hst4p. Nat. Comm., 6, e7726 (2015)
6. Wang, J., Wang, X., Fan, X., Chen, P. R. Unleashing the Power of Bond Cleavage Chemistry in Living Systems. ACS Cent. Sci., (2021). DOI: 10.1021/acscentsci.1c00124.参考资料:
[1] Montagne, A., Nikolakopoulou, A.M., Huuskonen, M.T. et al. APOE4 accelerates advanced-stage vascular and neurodegenerative disorder in old Alzheimer’s mice via cyclophilin A independently of amyloid-β. Nat Aging 1, 506–520 (2021). https://doi.org/10.1038/s43587-021-00073-z
[2] USC study reveals potential new treatment target for Alzheimer's disease, Retrieved June 14, 2021, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-06/ksom-usr061121.php
07
Nat. Comm | 吴虹、黄晓军课题组与合作者揭示T细胞急性淋巴细胞白血病高危致病基因HOXA13激活的三维基因组调控机制
北京大学、北大-清华生命科学联合中心吴虹教授、清华大学张奇伟教授与北京大学人民医院、北大-清华生命科学联合中心黄晓军教授的研究团队合作应用Hi-C技术检测中国人群T-ALL基因组三维结构。该研究整合病人Hi-C与RNA-seq数据揭示了染色质结构变化导致高风险致癌转录因子HOXA13激活的分子机制。研究结果于2021年6月17日以“3DGenome Alterations Associated with Dysregulated HOXA13 Expression in High-Risk T-Lineage Acute LymphoblasticLeukemia”为题在线发表在NatureCommunication。
更多解读:
T细胞急性淋巴细胞白血病(T-LineageAcute Lymphoblastic Leukemia, T-ALL)是血液系统常见的恶性肿瘤。虽然联合化疗大大改变了T-ALL的疗效,但仍有20%的儿童和50%的成人T-ALL患者死于这种疾病。近期对T-ALL队列的外显子组及转录组测序鉴定出一系列T-ALL驱动基因及信号通路异常,大大推动了对T-ALL病理机制的了解。然而上述研究都局限于编码序列,考虑到T-ALL的基因突变显著低于其它癌症,寻找基因组非编码区突变及基因组结构变异是研究T-ALL分子机制的重要方向。
通过比对T-ALL与正常T细胞之间的三维基因组和基因表达差异,研究者发现T-ALL中29%的差异表达基因存在不同尺度基因组三维结构变化,提示T-ALL基因组三维结构改变同基因表达差异密切相关。研究人员同时在14例病人样本中共检测到46个染色体易位事件,其中34个为首次报道,47%的相关断点处于非编码区。在检测出染色体易位的病人样本中,染色体易位都直接导致了致癌转录因子的异常表达,说明染色体易位是T-ALL的最主要驱动因素。研究人员继而对导致致癌转录因子HOXA13表达的染色体易位事件进行了深入分析发现,染色体易位通过两种方式改变HOXA13处的基因组结构并激活其表达:一类染色体易位通过形成的融合蛋白结合于HOXA13的调控元件,激活HOXA13增强子,导致HOXA13表达;而另外一类则通过“增强子劫持”(enhancerhijacking)激活HOXA13表达。结合临床数据及外显子组数据分析发现HOXA13的表达同T-ALL病人的不良预后相关,HOXA13阳性病人更富集JAK-STAT通路突变,提示临床检测HOXA13表达可以帮助鉴别T-ALL易复发病人,HOXA13阳性病人可能会得益于JAK-STAT通路抑制剂治疗。
综上所述,该研究基于Hi-C测序数据,结合RNA-seq,ATAC-seq及H3K27acChIP-seq等多组学数据,以高分辨率刻画了T-ALL中基因同调控元件相互作用图谱,首次揭示了基因组三维结构改变导致HOXA13在T-ALL中异常表达的机制,提示HOXA13的表达可以作为T-ALL预后标志物。该研究对理解T-ALL发病的分子机制,以及T-ALL靶向治疗都具有重要意义和价值,也为其它癌症的三维基因组研究提供了范式。
北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心吴虹教授,清华大学张奇伟教授和北京大学人民医院血液科主任、北大-清华生命科学联合中心黄晓军教授为本文的共同通讯作者。吴虹实验室助理研究员杨璐,张奇伟实验室博士研究生陈凤玲和吴虹实验室博士研究生祝海川为本文共同第一作者。该研究得到北大-清华生命科学联合中心、国家自然科学基金委以及细胞增殖与分化教育部重点实验室的资助。
染色体易位导致HOXA13激活的分子机制示意图
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-021-24044-508
STTT丨连续取得进展!空军军医大学贾林涛/杨安钢发现赫赛汀治疗乳腺癌产生耐药的潜在机制
2021年6月23日,空军军医大学贾林涛及杨安钢共同通讯Signal Transduction and Targeted Therapy (IF=13.49)上在线发表了题为“Interaction between HLA-G and NK cell receptor KIR2DL4 orchestrates HER2-positive breast cancer resistance to trastuzumab”的研究论文,该研究发现非经典组织相容性抗原 HLA-G 通过与自然杀伤 (NK) 细胞受体 KIR2DL4 结合,使乳腺癌细胞对曲妥珠单抗脱敏。除非被 HLA-G 参与,否则 KIR2DL4 会促进抗体依赖性细胞介导的细胞毒性,并与干扰素-γ (IFN-γ) 产生途径形成调节回路,其中 IFN-γ 通过 JAK2/STAT1 信号传导上调 KIR2DL4,然后是 KIR2DL4与 Fcγ 受体协同作用以增加 NK 细胞的 IFN-γ 分泌。
肿瘤细胞和 NK 细胞的曲妥珠单抗治疗导致异常的细胞因子产生,其特征是过度的肿瘤生长因子-β (TGF-β) 和 IFN-γ,随后增强 HLA-G/KIR2DL4 信号传导。此外,TGF-β 和 IFN-γ 通过上调肿瘤细胞上的 PD-L1 和 NK 细胞上的 PD-1 来削弱 NK 细胞的细胞毒性。阻断 HLA-G/KIR2DL4 信号改善了 HER2 阳性乳腺癌在体内对曲妥珠单抗治疗的脆弱性。总之,这些发现提供了新的曲妥珠单抗耐药的基础的机制的见解,并证明组合HLA-G和PD-L1 / PD-1在耐曲妥单抗乳腺癌的治疗中靶向的适用性。另外,2021年3月3日,空军军医大学刘雷及贾林涛共同通讯在Molecular Cancer(IF=15.30) 在线发表题为“Epigenetic silencing of miR-144/451a cluster contributes to HCC progression via paracrine HGF/MIF-mediated TAM remodeling”的研究论文,该研究发现在肝癌中miR-144 / miR-451a簇被下调,并预示了更好的HCC患者预后。这些miRNA通过靶向肝细胞生长因子(HGF)和巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)来促进巨噬细胞M1极化和抗肿瘤活性。总之,该研究揭示了miR-144 / miR-451a簇失调控的潜在新机制以及HCC中恶性细胞与肿瘤相关巨噬细胞(TAM)之间的串扰,为HCC发病机理和诊断策略提供了新见解。
2021年3月2日,空军军医大学张瑞及杨安钢共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“RNA m6A methylation orchestrates cancer growth and metastasis via macrophage reprogramming”的研究论文,该研究发现骨髓细胞中Mettl3的消融促进体内肿瘤的生长和转移。与野生型小鼠相反,缺乏Mettl3的小鼠显示M1 / M2类肿瘤相关的巨噬细胞增多,并且调节性T细胞浸润到肿瘤中。m6A测序揭示了METTL3的缺失会损害YTHDF1介导的SPRED2的翻译,从而通过ERK途径增强NF-kB和STAT3的激活,从而导致肿瘤生长和转移增加。此外,PD-1检查点阻断的治疗功效在Mettl3缺陷小鼠中减弱了,从而确定METTL3是肿瘤免疫疗法的潜在治疗靶标。
2021年2月24日,空军军医大学胡大海,贾林涛及Bai Wendong共同通讯在Science Advances 在线发表题为“Glucocorticoid counteracts cellular mechanoresponses by LINC01569-dependent glucocorticoid receptor–mediated mRNA decay”的研究论文,该研究发现糖皮质激素抵消了依赖于新型长非编码RNA(lncRNA)LINC01569的细胞机械反应。该研究结果揭示了糖皮质激素在细胞机械转导和新型依赖lncRNA的GMD机制中的作用,并为早期干预机械性相关疾病提供了潜在的策略。
过表达人表皮生长因子受体 2 (HER2) 的乳腺癌具有高转移潜能和患者预后差的特点。人源化单克隆抗体曲妥珠单抗(trastuzumab),也称为赫赛汀(Herceptin),已成功用于治疗 HER2 阳性转移性乳腺癌或已扩散至淋巴结或表现出其他高危特征的早期肿瘤。虽然单独使用曲妥珠单抗并与化疗联合使用可显著延长无病生存期,但对曲妥珠单抗的总体反应率并不令人满意,并且患者最初对曲妥珠单抗有反应通常会在一年内产生耐药性。最近的一项临床研究表明,只有 15.6% (53/339) 的 HER2 阳性转移性乳腺癌患者对曲妥珠单抗和化疗药物docetaxel治疗有长期反应。曲妥珠单抗原发性或获得性耐药的潜在机制仍有待充分阐明。
越来越多的证据表明,免疫系统对曲妥珠单抗治疗乳腺癌的疗效有重大贡献。曲妥珠单抗通过其免疫球蛋白 G1 (IgG1) Fc 部分与免疫效应细胞上的 Fcγ 受体结合,并引发细胞毒性因子的释放,这一过程被称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒性 (ADCC)。临床研究表明,在 ADCC 中发挥作用的 FcγR 多态性可用于预测 HER2 的临床结果- 接受曲妥珠单抗治疗的阳性乳腺癌患者,表明 NK 细胞和 ADCC 与患者对曲妥珠单抗的反应性密切相关。
CD16 通常与细胞膜内的 FcεRI γ 链 (FcRγ) 结合。IgG 免疫复合物与 CD16 的结合导致 FcRγ 磷酸化和酪氨酸激酶 ZAP-70 和 Syk 的募集。随后,下游途径,包括 PI3K/Akt、NF-κB 和 ERK 途径被激活,导致 NK 细胞脱粒、细胞因子分泌,最后是细胞裂解。
NK 细胞的活性受到来自抑制性和激活性受体的信号平衡的严格调节。NK 细胞组成性表达生殖系编码的抑制性受体,这些受体识别主要组织相容性复合体 (MHC) I 类分子,并为自我耐受提供抑制性信号。人体中的这些抑制性受体包括杀伤细胞 Ig 样受体 (KIR) 和 CD94-NKG2A 异源二聚体。KIR2DL4 是非典型 KIR 家族成员,其跨膜区包含精氨酸-酪氨酸激活基序和细胞质尾部区包含免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIM) ,表明 KIR2DL4 可能作为激活或抑制受体发挥作用。尽管如此,尚不清楚 KIR2DL4 是否参与曲妥珠单抗诱导的 ADCC 或它如何在乳腺癌中受到调节。
NK 细胞还表达激活受体,如 CD16、NKG2D、NKp44、NKp46 和 DNAM-1 (CD226)。这些受体识别应激配体、病原体编码的配体和触发 NK 细胞细胞毒性的抗体,这是由以下因素介导的穿孔素、颗粒酶和 Fas 配体的释放。然而,这些受体如何通过与 CD16 信号通路偶联来调节 ADCC 仍不清楚。此外,NK 细胞是细胞因子的重要来源,包括白细胞介素 2 (IL-2)、干扰素-γ (IFN-γ) 和趋化因子。NK 细胞活化的强度和质量取决于存在的细胞因子和它们与组织微环境中的其他类型细胞的串扰。
NK 细胞是抗肿瘤免疫的关键参与者。以前的研究表明,NK 细胞的杀瘤活性受免疫检查点分子控制,如 NKG2A/CD94、TIGIT 和 Tim-3.9。表达高水平 HLA 的肿瘤细胞I 类分子还可以通过 KIR 的参与来抑制 NK 细胞。因此,阻断 HLA 分子与抑制性受体之间的相互作用是治疗性增强 NK 细胞反应的重要策略。
HLA-G 是一种非经典的 MHC I 类分子,由球状结构域(α1、α2 和 α3)、跨膜结构域和细胞质结构域组成;HLA-G1 是与 β2-微球蛋白相关的完整亚型。虽然最初被确定为母胎界面免疫耐受的介质,但 HLA-G 是一种与癌症免疫逃逸具有特定相关性的免疫检查点分子。HLA-G也是 NK 细胞上 KIR2DL4 的唯一已知配体,尽管 HLA-G/KIR2DL4 信号传导在抗肿瘤免疫中的作用仍然未知。在这项研究中,确定 HLA-G 是乳腺癌对曲妥珠单抗耐药的关键介质,评估了微环境细胞因子在曲妥珠单抗介导的 ADCC 调节中的作用,并检查了阻断 HLA-G/KIR2DL4 相互作用对 NK 细胞抗肿瘤活性的影响。
该研究发现非经典组织相容性抗原 HLA-G 通过与自然杀伤 (NK) 细胞受体 KIR2DL4 结合,使乳腺癌细胞对曲妥珠单抗脱敏。除非被 HLA-G 参与,否则 KIR2DL4 会促进抗体依赖性细胞介导的细胞毒性,并与干扰素-γ (IFN-γ) 产生途径形成调节回路,其中 IFN-γ 通过 JAK2/STAT1 信号传导上调 KIR2DL4,然后是 KIR2DL4与 Fcγ 受体协同作用以增加 NK 细胞的 IFN-γ 分泌。
肿瘤细胞和 NK 细胞的曲妥珠单抗治疗导致异常的细胞因子产生,其特征是过度的肿瘤生长因子-β (TGF-β) 和 IFN-γ,随后增强 HLA-G/KIR2DL4 信号传导。此外,TGF-β 和 IFN-γ 通过上调肿瘤细胞上的 PD-L1 和 NK 细胞上的 PD-1 来削弱 NK 细胞的细胞毒性。阻断 HLA-G/KIR2DL4 信号改善了 HER2 阳性乳腺癌在体内对曲妥珠单抗治疗的脆弱性。总之,这些发现提供了新的曲妥珠单抗耐药的基础的机制的见解,并证明组合HLA-G和PD-L1 / PD-1在耐曲妥单抗乳腺癌的治疗中靶向的适用性。
参考消息:
https://www.nature.com/articles/s41392-021-00629-w09
Nat Hum Behav | 复旦大学余宏杰课题组在中国新冠疫苗接种结合非药物干预措施防止疫情反弹领域取得重要进展
2021年6月22日,复旦大学余宏杰及印第安纳大学Marco Ajelli共同通讯在Nature Human Behaviour 在线发表题为“Despite vaccination, China needs non-pharmaceutical interventions to prevent widespread outbreaks of COVID-19 in 2021”的研究论文,该研究为了解决这个问题,为中国建立了一个数据驱动的 SARS-CoV-2 传播模型。
该研究估计,为了防止局部爆发升级为广泛流行,严格的NPI需要在疫苗接种开始后至少一年保持原状。如果仅 NPI 就能够将再生数 (Rt) 保持在 1.3 左右,那么 NPI 和疫苗接种的协同效应可以将 COVID-19 的负担降低多达 99%,并使 Rt 在大约 9 个月内低于流行阈值。在整个 2021 年保持严格的NPI对于减少 COVID-19 负担至关重要,同时将疫苗分发给人群,尤其是在自然免疫力很低的大量人群中。2020年春,中国政府采取了强有力的非药物干预措施,迅速、有效地控制了本土新冠肺炎的流行。然而,新冠肺炎全球大流行仍在持续进展,致使我国长期面临“外防输入、内防反弹”的双重压力。成功控制武汉疫情后,由进口冷链食品或物品、境外输入病例等已引起超过16起本土暴发疫情。现阶段,NPIs仍然是控制新冠疫情的主要手段。但NPIs经济代价高、社会影响大,且无法提高人群的整体免疫水平,一旦放松,疫情卷土重来的风险依然很高。
疫苗被视为有望终结新冠肺炎大流行的重要武器。目前,我国新冠疫苗接种已超10亿剂次。在人群大规模接种新冠疫苗过程中,能否、何时,以及可多大程度地放松NPIs,是当前急需回答的关键科学问题。为此,余宏杰课题组基于我国人口学特征、人群接触模式、人群免疫水平、新冠肺炎基本再生数、代际间隔等关键流行病学参数,构建了群体水平的随机易感-感染-恢复(SIR)传播动力学模型,结合我国新冠疫苗的效力、产能、接种服务能力等参数,定量测算了单纯依靠疫苗接种,或结合不同程度的NPIs,可否阻断新冠肺炎在中国再次暴发、流行。
模型基线情境设置如下:我国全人群对新冠肺炎病毒(SARS-CoV-2)普遍易感的情形下,暴发疫情由40例输入病例引起;疫情出现后15天开始大规模疫苗接种,每日平均接种量为600万剂次;疫苗针对SARS-CoV-2感染的保护效力为80%。
研究结果表明,在不采取NPIs时,单纯依靠疫苗接种无法阻断SARS-CoV-2的快速传播,疫情发生69天后有效再生数降低到流行阈值以下(Rt<1),此时52.2%的人群已感染,而仅6.7%的人群接种了疫苗(图1)。
图1.疫苗接种结合不同程度NPIs时新冠肺炎疫情的流行情况
针对不采取NPIs的情境(即疫情开始时Rt=2.5),a-c分别描述了新冠肺炎的发病曲线、有效再生数Rt变化、SARS-CoV-2感染者和疫苗接种者占全人群比例;类似地,d-f、g-i 和j-l分别描述采取低强度(Rt=1.5)、中等强度(Rt=1.3)和高强度NPIs时(Rt=1.1)的情境。
在2年的研究时间框内,与不采取NPIs(即初始Rt=2.5),且不接种疫苗的情境相比,单纯疫苗接种仅可使新冠肺炎病例数降低3.3%,死亡数降低6.7%。
如果采取中等强度的NPIs将Rt控制到1.3,结合疫苗接种可使疾病负担下降约99%,死亡人数降低至7.7万(95%CI,0.8-16.6万),与季节性流感所致年均呼吸系统疾病超额死亡人数相当。其中,约40%的疾病负担降低归因于疫苗接种(图2)。敏感性分析显示,当疫苗每日平均接种量由600万剂次提高到1000万剂次,累计死亡可下降到<5000人。
如果疫苗接种1年后(约80%人群完成全程疫苗接种),将中等强度的NPIs放松到低强度(Rt=1.5),相较于一直维持中等强度的NPIs,累计死亡人数仅略微升高。若更早放松NPIs,疫情则出现明显反弹。
如果采取高强度的NPIs(Rt=1.1),结合疫苗接种可阻断流行,累计发病<2300人,死亡<50人(图2)。
研究进一步模拟在疫情发生时已有一定比例人群完成全程疫苗接种的情境。结果表明,当30%人群已接种疫苗,如果此时不采取NPIs,单纯依靠疫苗接种仍无法抑制SARS-CoV-2的广泛流行,死亡人数可高达600万。
图2.新冠肺炎的疾病负担
研究时间框为疫情引入后2年。a,c,e,g分别描述累计新冠肺炎发病、住院、入住ICU和死亡人数;其中,深橙色代表不接种疫苗,且不采取NPIs的情境(参照组),浅黄色代表接种疫苗结合不同程度NPIs的情境。b,d,f,h分别描述与参照组相比,接种疫苗结合不同程度NPIs的情境下,累计新冠肺炎发病、住院、入住ICU和死亡人数降低的比例;其中,橙色代表NPIs所致疾病负担降低的比例,蓝绿色代表接种疫苗结合NPIs所致疾病负担降低的比例,二者之差(白色数值)表示接种疫苗所致疾病负担降低的比例。
本研究定量阐明了疫苗接种可以大幅度降低新冠肺炎的疾病负担,但短期内单纯依靠疫苗接种不足以预防局部暴发疫情发展成为大范围的流行。研究结果强调,在2021年实施大规模疫苗接种过程中,仍需维持高强度的NPIs,并尽可能地加快疫苗接种速度,直至疫苗接种率达到群体免疫的水平。由于我国各地社会人口学特征、疫情输入风险和疫苗接种率等存在差异,本研究所建模型方法还可直接用于进一步研究特定城市、地区的特异性解禁策略。
当前,针对局部暴发疫情,我国采取强有力的非药物干预措施很快地遏制住了疫情。同时,快速推进疫苗接种,5月下旬以来的日均接种量超过1800万剂次。研究结果支持我国在疫苗接种率达到群体免疫水平前,采取“大规模疫苗接种结合非药物干预措施”是防止疫情反弹的最有效策略。
复旦大学公卫学院、上海市重大传染病和生物安全研究院的杨娟副教授是第一作者,复旦大学公卫学院、上海市重大传染病和生物安全研究院、复旦大学附属华山医院感染病科双聘PI余宏杰教授,以及美国印第安纳大学公卫学院Marco Ajelli为共同通讯作者。本研究得到国家自然基金委杰出青年基金(81525023)、上海市科学技术委员会应急攻关项目(20411950100)等项目的资助。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41562-021-01155-z
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Advanced Science | 上海交通大学等多单位合作!任瑞宝/王在琪证明了癌症对KRAS G12C抑制剂治疗的耐药机制
2021年6月20日,上海交通大学任瑞宝及应世生物王在琪在Advanced Science上在线发表了题为“Focal Adhesion Kinase (FAK) Inhibition SynergizeswithKRAS G12C Inhibitors in Treating Cancer through the Regulation of the FAK–YAP Signaling”的研究论文,证明了KRAS G12C的抑制会诱导焦黏性激酶(FAK)的持续激活,并表明由KRAS G12C抑制和FAK抑制剂(IN10018)组成的联合疗法能达到协同抗癌效果,可以同时减少抗药性的程度。
RAS致癌基因在人类癌症中经常发生突变,其中KRAS、NRAS和HRAS三种异构体的突变最为普遍,仅KRAS就占多达13%的癌症的发病机制。例如,大约30%的非小细胞肺癌(NSCLC)、40%的结肠直肠癌(CRC)和80%的胰腺癌都有KRAS突变,强调了它在癌症发展中的驱动作用。KRAS曾被认为是无法治愈的,因为要确定可操作的靶点-抑制剂结合点是极其困难的。
然而,最近一项针对非常常见的KRAS 12甘氨酸到半胱氨酸(G12C)突变的策略被证明是成功的,它是基于对半胱氨酸残基的共价修饰。这一策略被转化为一系列的KRAS G12C抑制剂,包括AMG510和MRTX849,这两种药物目前正在进行临床试验。尽管这些KRAS G12C抑制剂显示出有希望的抗肿瘤活性,但它们是靶向治疗的事实不可避免地意味着它们容易产生内在的或适应性的抗性;这种抗性会严重限制这些治疗的长期效用。
尽管KRAS G12C抑制剂的历史相对较短,但已经有多份报告指出,KRAS垂直信号传导异常有助于对这些药物产生耐药性,除了证实使用靶向疗法带来的长期理解的影响外,这些发现表明,针对KRAS邻近的信号传导成分有助于提供持续有益的临床结果。
局部粘附性激酶(FAK)是一种非受体激酶,发挥着调节细胞生长、细胞支架动态和信号转导的功能。FAK磷酸化(活性)形式的水平升高与多种癌症的预后不良有关,多种FAK抑制剂已被开发出来并作为抗癌药物进行临床试验。FAK作用于KRAS的下游,对它的抑制能有效地抑制KRAS突变型癌症的进展。
除了这些与KRAS的直接联系外,耐人寻味的是,FAK信号的激活被认为是对靶向治疗产生耐药性的一种机制,特别是因为它对肿瘤微环境的多个方面产生影响。FAK的这种多方面的肿瘤相关功能促使我们对结合KRAS G12C和FAK的抑制是否会产生协同效应产生科学和医学兴趣。研究人员还对这种协同作用是否有助于克服耐药性感兴趣,这种耐药性对目前可用的KRAS G12C抑制剂的正确管理和部署构成挑战。
该研究发现FAK信号活动在KRAS G12C抑制剂的作用下会被适应性地诱导。将KRAS G12C抑制剂(AMG510或MRTX849)与临床阶段的小分子FAK抑制剂IN10018联合使用,对KRAS G12C突变癌症的多个癌细胞系、CDX和PDX模型产生了令人鼓舞的抗癌效果。另外还证明,FAK-YAP轴损害了KRAS G12C抑制剂的长期药物效果。
在显示FAK抑制或YAP敲除与KRAS G12C抑制剂治疗相结合时明显增强了癌细胞的杀伤力后,用不同的CDX和PDX模型测试的数据显示,AMG510作为单药治疗导致FAK相关的过度肿瘤纤维化,这是获得性耐药的一个常见原因。因此,该研究表明,由KRAS G12C和FAK抑制剂组成的联合疗法如何实现协同抗癌效果,同时减少获得性耐药性,有可能使携带KRAS G12C突变的癌症的治疗效果最大化。
总之,这项研究说明了癌症对KRAS G12C抑制剂治疗的耐药机制,以及一种创新的联合疗法,以改善KRAS G12C突变癌症的治疗效果。
原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.20210025011
NBT | 浙江大学等多单位合作!魏文胜课题组报道基于碱基编辑的新型高通量功能性筛选方法
2021年6月21日,魏文胜课题组在Nature Biotechnology杂志在线发表了题为 Genome-wide interrogation of gene functions through base editor screens empowered by barcoded sgRNAs 的研究论文,报道了基于碱基编辑的新型高通量功能性筛选方法。
针对上述问题,魏文胜课题组发展了名为iBARed cytosine Base Editing-mediated gene KnockOut (BARBEKO)的新型筛选方案。该方法利用胞嘧啶单碱基编辑器,通过靶向破坏蛋白质编码基因的起始密码子位点或剪接位点、或通过引入提前终止密码子的方式来实现非依赖DNA双链断裂的高效基因敲除。通过结合实验室之前建立的内置分子条形码(iBAR)设计sgRNA (Zhu et al. Genome Biology 2019),BARBEKO方案可以依赖高病毒感染复数建库,在提升筛选效率的同时极大减少了所需细胞数量。相较于经典的CRISPR基因敲除筛选,BARBEKO方法能将筛选所需细胞量降低10-100倍,并能够通用于正向和负向选择筛选,可以大幅提升全基因组水平功能性筛选的可行性与经济性。
BARBEKO方法成功在多种癌细胞系和表达野生型p53的正常细胞中实现了准确、高效的细胞适应性(fitness)筛选。该方法能有效避免基因拷贝数效应,有效降低负向筛选中与细胞死活相关的高假阳性率;在对DNA双链断裂敏感的细胞系中,该方法在筛选精度和准确率方面优势尤为明显(图1)。这些结果表明,BARBEKO方法为原代细胞、类器官或模式动物体内等复杂生物模型的高通量筛选提供了更优的选择;为数量受限的细胞样品(如病人来源的细胞)提供了高效筛选方案,因此是基因功能和临床前研究的有力工具。
图1:BARBEKO筛选策略有效提升基因敲除筛选效率和准确性
北京大学魏文胜课题组博士生许萍、刘志恒博士、刘莹博士和博士生马华峥为该论文共同第一作者。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41587-021-00944-112
Nat Commun | 浙江大学等多单位合作!吕志民/赫捷等发现表观遗传在食管鳞状细胞癌中的关键作用
2021年6月21日,浙江大学吕志民,中国医学科学院北京协和医学院赫捷及Gao Yibo共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“METTL3 promotes tumour development by decreasing APC expression mediated by APC mRNA N6-methyladenosine-dependent YTHDF binding”的研究论文,该研究分析了 TCGA 数据并分离了 200 对食管鳞状细胞癌 (ESCC) 标本及其邻近的正常组织,并证明甲基转移酶样 3 (METTL3) 在肿瘤组织中高度表达。
m6A-RNA 免疫沉淀测序显示 METTL3 上调 APC 的 m6A 修饰,从而招募 YTHDF 进行 APC mRNA 降解。APC 表达降低会增加 β-catenin 和 β-catenin 介导的细胞周期蛋白 D1、c-Myc 和 PKM2 的表达,从而导致小鼠有氧糖酵解、ESCC 细胞增殖和肿瘤形成增强。此外,下调的 APC 表达与人 ESCC 标本中上调的 METTL3 表达和 ESCC 患者的不良预后相关。该研究结果揭示了 Wnt/β-catenin 通路在 ESCC 中通过 METTL3/YTHDF 偶联的 APC 表观转录而上调的机制。
另外,2020年4月8日,由浙江大学、青岛大学、中国台湾地区中国医药大学以及美国MD安德森癌症中心合作,吕志民,洪明奇,Xu Daqian共同通讯在Nature杂志上在线发表了题为“The gluconeogenic enzyme PCK1 phosphorylates INSIG1/2 for lipogenesis”的研究论文,该研究显示在人类肝细胞癌(HCC)细胞中激活的AKT在Ser90处磷酸化胞浆磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1(PCK1)(糖异生中的限速酶)。磷酸化的PCK1易位到内质网,在这里它使用GTP作为磷酸盐供体来磷酸化Ser207的INSIG1和Ser151的INSIG2。这种磷酸化作用减少了固醇与INSIG1和INSIG2的结合,并破坏了INSIG蛋白与SCAP之间的相互作用,从而导致SCAP–SREBP复合物向高尔基体移位,SREBP蛋白(SREBP1或SREBP2)的活化以及SCAP的转录。下游脂肪形成相关基因,肿瘤细胞增殖和小鼠肿瘤发生。此外,Ser90的PCK1,Ser207的INSIG1和Ser151的INSIG2的磷酸化与不良的HCC预后相关。该研究发现突出了PCK1的蛋白激酶活性在SREBPs激活,脂肪形成和HCC发生中的重要性。
腺瘤性结肠息肉病基因 (APC) 被称为关键的肿瘤抑制基因。APC 在抑制经典 Wnt 信号通路中起着至关重要的作用,该通路控制细胞增殖和分化 。APC 功能的丧失导致 β-catenin 的异常稳定。反式激活的 β-catenin与 T 细胞因子/淋巴增强子结合因子家族成员形成复合物,并诱导许多重要的下游基因,如 CCND1 和 MYC,促进肿瘤发展。大肠癌中APC的突变率可达80%。相比之下,APC 在其他类型的癌症中很少发生突变,例如食道鳞状细胞癌 (ESCC),其 APC 突变仅约 1.5%。APC 表达是否在表观转录组水平受到调节,从而促进肿瘤发展,尚未确定。
RNA 修饰揭示了转录后基因表达调控的新水平。N6-甲基腺苷 (m6A) 修饰是真核生物 mRNA 中最丰富的 RNA 修饰,主要由 m6A 调节因子介导,包括“写入者”、“擦除者”和“阅读者”,它们分别添加、去除和识别甲基化。m6A 修饰调节 RNA 稳定性和翻译效率、染色质状态、可变剪接和Pre-mRNA 剪接 。
已确定的“写入者”包括甲基转移酶样 (METTL) 3/14、Wilms 肿瘤 1 相关蛋白 (WTAP)、RNA 结合基序蛋白 15/15B 和 KIAA1429。FTO 和 alkB 同源物 5 (ALKBH5) 是“擦除者”,而包含 YT521-B 同源 (YTH) 域的蛋白质,异质核核糖核蛋白家族和胰岛素生长因子-2 mRNA 结合蛋白家族被视为“阅读者”。据报道,RNA m6A 修饰及其关键的 m6A 甲基转移酶 METTL3(与 METTL14 形成异二聚体)对多种癌症的肿瘤进展至关重要。然而,控制 METTL3 促进肿瘤进展的机制尚未阐明。
在这项研究中,证明 METTL3 在 ESCC 中上调并增强 APC mRNA 的 m6A,从而导致募集 YTHDF 用于 APC mRNA 降解,随后增强有氧糖酵解、ESCC 细胞增殖、小鼠肿瘤形成和患者预后不良。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-021-23501-5其他最新文章推荐
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资料整理:西湖生物医药综合办公室
文章来源:公开信息搜集