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聚焦生物医药动态(0828~0903)

引言

关注生命科学领域突破进展,聚焦热点政策,观澜创新治疗产品行业动态,耕耘于分秒,收获于细微,做乘风破浪的生物医药人!

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国内政策发布

01


国家药监局药审中心关于公开征求《创新药临床药理学研究技术指导原则(征求意见稿)》意见的通知

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通知原文:http://www.cde.org.cn/news.do?method=viewInfoCommon&id=ad266f3689572076


02


国家药监局药审中心关于公开征求《药物非临床依赖性研究技术指导原则》意见的通知

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通知原文:http://www.cde.org.cn/news.do?method=viewInfoCommon&id=b82f1a74a3909d75


03


国家药监局药审中心关于公开征求《利拉鲁肽用于体重管理的临床试验设计指导原则(征求意见稿)》意见的通知

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通知原文:http://www.cde.org.cn/news.do?method=viewInfoCommon&id=c6c8c84ae50e1664


04


国家药监局药审中心关于公开征求《中药新药毒理研究用样品研究技术指导原则(征求意见稿)》意见的通知

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通知原文:http://www.cde.org.cn/news.do?method=viewInfoCommon&id=c85ee7412747936b


05


国家药监局药审中心关于发布《纳米药物质量控制研究技术指导原则(试行)》《纳米药物非临床药代动力学研究技术指导原则(试行)》《纳米药物非临床安全性评价研究技术指导原则(试行)》的通告(2021年第35号)

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通知原文:http://www.cde.org.cn/news.do?method=viewInfoCommon&id=a666d62911aad267








药物监管获批情况

01


辅助中风患者恢复运动功能,美国FDA批准神经刺激疗法

8月27日,美国FDA批准了MicroTransponder公司开发的Vivistim Paired VNS System(Vivistim System)康复系统,以治疗中风患者。这是一款不基于药物的康复系统,旨在利用迷走神经电刺激(VNS)治疗与慢性缺血性中风相关的中/重度上肢运动缺陷。Vivistim系统曾被授予突破性医疗器械认定。


02


首款!地舒单抗生物类似药报上市,来自齐鲁制药

8 月 30 日,CDE 官网显示,齐鲁制药地舒单抗注射液申报上市。这是国内首款报产的地舒单抗生物类似药。


03


全球首批!有效改善“侏儒症”儿童身高,创新疗法获欧盟批准

8月27日,BioMarin Pharmaceutical公司宣布,欧盟委员会已批准Voxzogo(vosoritide)上市。Vosoritide是一种每日注射一次的C型利钠肽(CNP)类似物,用于治疗从2岁开始、直至生长板闭合的软骨发育不(achondroplasia)儿童患者。新闻稿指出,Voxzogo是欧盟批准治疗这一疾病的首款疗法。此外,美国FDA正在审评vosoritide的新药申请(NDA),PDUFA目标日期为2021年11月20日。


04


结节病药物RLF-100获FDA孤儿药资格认定

RELIEF THERAPEUTICS是一家致力于为有迫切需求的患者提供缓解严重疾病病情治疗方案的生物制药公司,该公司前不久宣布,其新收购的子公司AdVita Lifescience,获得美国食品和药物管理局(FDA)授予给RLF-100 (aviptadil,一种正在开发中治疗结节病的吸入性制剂)的孤儿药资格认定。RLF-100是血管活性肠肽的合成形式。在结节病患者的开放标签探索性临床经验中,RLF-100已被证明耐受性良好而且安全,由于它能在肺中产生良好的免疫调节作用,所以能缓解相当大比例患者的症状。


05


微芯生物JAK3抑制剂在美国获批临床

8月29日,微芯生物发布新闻稿称,其自主研发的CS12192用于治疗移植物抗宿主病(GVHD)的新药临床试验申请(IND)于近日获美国FDA批准。根据新闻稿,CS12192是微芯生物自主研发的高选择性JAK3激酶抑制剂,同时部分抑制JAK1和TBK1激酶,目前尚没有此类抑制剂药物上市。


06


国产第6款,誉衡药业/药明生物PD-1获批上市

8月30日,国家药监局官网显示誉衡药业/药明生物联合开发的抗PD-1全人创新抗体药物赛帕利单抗(GLS-010)已获得NMPA批准上市,用于治疗二线以上复发或难治性经典型霍奇金淋巴瘤(r/r cHL)患者。这是NMPA批准的第6款国产PD-1单抗。


07


国内首个!欧狄沃联合化疗方案获批,一线治疗晚期胃癌

8月30日,百时美施贵宝宣布,欧狄沃(Opdivo、纳武利尤单抗注射液)新适应症在中国获批,联合含氟尿嘧啶和铂类药物化疗用于一线治疗晚期或转移性胃癌胃食管连接部癌或食管腺癌患者。这是中国首个免疫肿瘤(I-O)药物获批用于晚期胃癌一线治疗,也是目前唯一在中国拥有胃癌适应症的PD-1抑制剂。


08


麓鹏制药乙肝1类新药LP-128胶囊临床试验申请正式获CDE批准

8月30日,广州麓鹏制药有限公司收到国家药品监督管理局签发的《药物临床试验批准通知书》(通知书编号:2021LP01362、2021LP01363)。至此,公司申报的LP-128胶囊用于治疗慢性乙型肝炎的药物临床试验申请,已正式获得国家药品监督管理局批准,进入临床研究阶段。


09


治疗年龄1个月以上幼儿,优时比癫痫疗法获FDA批准扩展患者群

8月30日,优时比(UCB)宣布,美国FDA已批准其Briviact(brivaracetam)扩大适应患者群,用于治疗年龄一个月以上的儿科患者的局部癫痫发作(partial-onset seizure,POS)。Briviact 有三种剂型:口服片剂、口服溶液和静脉(IV)注射。Briviact是一款对突触囊泡蛋白2A(SV2A)有高度亲和力的药物。它已获批单药或辅助治疗4岁及以上的POS患者。新闻稿指出,这是首次为暂不可口服给药的儿科患者提供的IV制剂,也是近7年中,FDA批准用于治疗1个月以上儿童POS发作的首个IV制剂。


10


杨森潜在“first-in-class”双特异性抗体在中国获批临床

8月31日, 中国国家药监局药品审评中心(CDE)公示显示,强生公司(Johnson & Johnson)旗下杨森(Janssen)公司申报的1类新药talquetamab注射液获得临床试验默示许可,拟开发用于多发性骨髓瘤(MM)。公开资料显示,这是一款靶向GPRC5D的潜在“first-in-class”双特异性抗体疗法,此前已在治疗多发性骨髓瘤患者的1期临床试验中获得积极结果。


11


诺诚健华第二代泛TRK抑制剂在美国获批临床

8月31日,诺诚健华宣布,公司自主研发的第二代泛TRK小分子抑制剂ICP-723获得美国FDA批准开展临床研究。ICP-723是诺诚健华在全球拥有自主知识产权的1类创新药,用于治疗携带NTRK融合基因的晚期或转移性实体瘤,包括乳腺癌、结直肠癌、肺癌、甲状腺癌等,以及对第一代TRK抑制剂产生耐药的患者。


12


 镇痛新药!恒瑞HRS6807首次获批临床

8月31日,恒瑞发布公告,称其子公司盛迪医药注射用HRS6807临床试验申请获得药监局的批准,用于疼痛治疗


13


一线治疗晚期膀胱癌,重磅PD-1抑制剂获美国FDA完全批准

9月1日,默沙(MSD)宣布,美国FDA批准了抗PD-1疗法Keytruda一线治疗晚期尿路上皮癌(膀胱癌)的标签更新。美国FDA已将该适应症从加速批准转为完全批准。此外,将该适应症修订为用于治疗不适合接受任何含铂化疗方案的局部晚期或转移性尿路上皮癌(mUC)患者。


14


 现货”BCMA CAR-T获得美国FDA批准IND申请

Poseida Therapeutics是一家临床阶段的生物制药公司,该公司近日宣布美国食品和药物管理局(FDA)已批准其P-BCMA-ALLO1的IND申请,这是该公司首个用于复发/难治性多发性骨髓瘤患者的完全异体CAR-T候选产品。


15


 超过92%患者无复发!FDA批准1年只需2次用药的精神分裂症疗法

9月1日,强生(Johnson & Johnson)旗下杨森公司(Janssen)宣布,美国FDA已批准其长效非典型抗精神病药物Invega Hafyera6月一次给药的棕榈酸帕利哌酮)上市,用于治疗成人精神分裂症(schizophrenia)。新闻稿指出,这是FDA批准治疗该病的首款只需每年给药2次的注射药物。


16


治疗新冠,开拓药业普克鲁胺两项国内III期临床试验获批

9月1日,开拓药业发布公告,称普克鲁胺片拟用于治疗新型冠状病毒肺炎的两项III期临床试验获得国家药监局的批准。


17


艾博生物/沃森生物mRNA疫苗境外III期临床获批

9月1日,沃森生物发布公告,称与艾博生物合作研发的新型冠状病毒mRNA疫苗ARCoVaX(ARCoV)III期临床试验于近日分别获得了墨西哥、印度尼西亚药监部门的批准。


18


刚刚!君实「特瑞普利单抗」已完成向 FDA 滚动提交上市申请

9月1日,君实生物发布公告,子公司 TopAlliance Biosciences已完成向美国FDA滚动提交关于特瑞普利单抗(项目代号“TAB001/JS001”)联合吉西他滨/顺铂作 为晚期复发或转移性鼻咽癌患者的一线治疗和单药用于复发或转移性鼻咽癌含铂治疗后的二线及以上治疗的生物制品许可申请(BLA)。


19


长效生长激素疗法获FDA批准!隆培促生长素美国率先上市

每周给药一次注射用隆培促生长素(当地商品名:SKYTROFA®,国内商品名正在注册中)于日前获得美国食品和药品监督管理局(FDA)批准,用于治疗一岁以上,体重至少11.5公斤,因内源性生长激素(endogenous growth hormone)分泌不足而导致生长障碍的儿童患者。隆培促生长素是首个美国FDA批准的通过一次注射,可于一周内持续释放,递送生长激素的产品。致力于成为内分泌相关治疗领域专家的维昇药业(VISEN Pharmaceuticals)为隆培促生长素在大中华区的独家授权研发、销售及生产企业,目前正在开展该药的国内III期临床试验。


20


君实生物引进的IL-21纳米抗体获批临床

9月1日,君实生物发布公告称,该公司申报的JS014注射液的临床试验申请,已获得中国国家药监局(NMPA)批准,同意开展晚期恶性肿瘤的临床试验。公开资料显示,这是君实生物自Anwita Biosciences引进的一款创新纳米抗体,其活性成分为重组白介素 21-抗人血清白蛋白(HSA)纳米抗体融合蛋白,通过融合抗HSA的纳米抗体使IL-21 的半衰期得到显著延长。


21


百济神州创新BTK抑制剂斩获FDA第二项适应症

9月2日, 百济神州宣布,百悦泽(泽布替尼,英文商品名Brukinsa)获得美国FDA批准,用于治疗成年华氏巨球蛋白血症(WM)患者


22


靶向激素受体的自体CAR-T疗法治疗卵巢癌的IND获FDA批准

Anixa Biosciences是一家专注于治疗和预防癌症和传染病的生物技术公司,该公司近日宣布,美国食品和药物管理局(FDA)已批准其自体CAR-T疗法治疗卵巢癌的研究性新药(IND)申请,该疗法正在与H.Lee Moffitt癌症中心和研究所 (Moffitt) 合作开发。Anixa Biosciences公司拥有该技术的全球独家许可。



23


基石药业提交「舒格利单抗」治疗III期非小细胞肺癌新药上市申请

9月2日,基石药业宣布药监局已受理舒格利单抗用于同步或序贯放化疗后未发生疾病进展的不可切除的III期非小细胞肺癌(NSCLC)患者巩固治疗的新药上市申请(NDA),此次新药上市申请是基石药业递交的第八项新药上市/扩展适应症申请,也是舒格利单抗第二个适应症的上市申请。


24


靶向诺奖信号通路!默沙东1类新药在中国获批临床

9月2日,中国国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)最新公示,默沙东(MSD)申报的1类新药belzutifan片获得临床试验默示许可,拟开发用于肾细胞癌(RCC)。公开资料显示,Belzutifan(MK-6482)靶向的信号通路与缺氧诱导因子(HIF-2α)有关,该通路的相关研究曾在2019年荣获诺贝尔生理学或医学奖。同时,它也是FDA批准的首个缺氧诱导因子抑制剂。


25


国内第2款!药明巨诺CD19 CAR-T疗法获批

9月3日,药明巨诺靶向CD19自体嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法瑞基仑赛(relmacabtagene autoleucel,relma-cel)注射液(受理号:CXSS2000036)已获国家药监局批准上市。是继复星凯特阿基仑赛后之后国内获批的第2款CAR-T细胞疗法。



26


治疗老花眼,极目生物眼科新药获批3期临床

9月3日,极目生物宣布ARVN003(毛果芸香碱微量眼用溶液)治疗老视(老花眼)的3期新药临床试验申请(IND),获得了中国国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)的批准。根据新闻稿,这是中国批准的第一项老视药物临床试验,试验的主要目的是评估ARVN003对暂时性改善老视患者近视力的疗效和安全性。



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1

降低住院和死亡风险21%,重磅SGLT2抑制剂首次覆盖两大心衰类型

8月27日,勃林格殷格翰(Boehringer Ingelheim)和礼来(Eli Lilly and Company)公司联合宣布,其SGLT2抑制剂恩格列净(empagliflozin,英文商品名为Jardiance)的3期临床试验EMPEROR-Preserved获得积极结果。该试验达到其复合主要终点,即与安慰剂相比,在射血分数保留型心力衰竭(HFpEF)成人患者中,恩格列净使患者心血管死亡或因心力衰竭住院的相对风险降低21%。


2

造福更多糖尿病肾病患者,拜耳“first-in-class”疗法3期临床结果发布

日前,拜耳(Bayer)公司宣布,该公司“first-in-class”疗法Kerendia(finerenone),在伴有慢性肾病(CKD)的2型糖尿病(T2D)患者中进行的3期临床试验FIGARO-DKD中达到主要终点。将患者的心血管事件复合终点的风险降低13%。这一结果在《新英格兰医学杂志》上发布。


3

治疗婴幼儿湿疹患者,Dupixent达到3期临床终点

8月30日,赛诺菲(Sanofi)和再生元(Regeneron)宣布,两家公司共同开发的度普利尤单抗注射液(dupilumab,英文商品名为Dupixent),在治疗6个月至5岁中/重度特应性皮炎(AD)儿童的关键性3期临床试验中达到主要终点和所有次要终点。数据显示,在第16周时,与标准治疗相比,在外用皮质类固醇(TCS)的基础上加用度普利尤单抗,显著降低了患者总体疾病严重程度,并显著改善了患者的皮肤症状清除率、瘙痒和健康相关生活质量指标。


4

优于获批疗法,辉瑞JAK1抑制剂治疗湿疹达到3期临床终点

8月30日,辉瑞(Pfizer)公司宣布,在研口服JAK1抑制剂abrocitinib的3期临床试验JADE DARE,达到了其共同主要和关键性次要疗效终点。试验结果表明,与活性对照药物相比,abrocitinib在每个评估的疗效指标上均具有统计学优效性,并且具有与既往研究一致的安全性特征。


5

这种减肥药有助于心脏健康

研究人员宣布了一种常用减肥药利拉鲁肽的临床试验的成功结果。对于超重或肥胖合并高心血管风险的成年人,每日一次利拉鲁肽联合生活方式干预可显著降低与心脏健康风险相关的两类脂肪:内脏脂肪和异位脂肪。


6

溶瘤病毒“装甲”IL-2,临床前数据显示出强大的抗肿瘤活性

近日,TILT Biotherapeutics公司宣布,基于其工程化溶瘤病毒平台开发的TILT-452在临床前研究中获得积极结果。论文由赫尔辛基大学和其他领先机构的研究人员与TILT生物疗法公司共同发表于Frontiers in Immunology杂志。


7

治疗阿尔茨海默病,tau蛋白靶向疗法曙光初现?

9月1日,AC Immune公司宣布,该公司与罗氏(Roche)旗下基因泰克(Genentech)公司联合开发的抗tau蛋白单克隆抗体semorinemab,在治疗轻中度阿尔茨海默病(AD)患者的2期临床试验Lauriet中,达到延缓认知水平下降的主要终点。新闻稿指出,这是首次靶向tau蛋白的单克隆抗体在轻中度AD患者中表现出临床活性。


8

显著改善干眼症症状,糖皮质激素外用疗法2期试验结果积极

8月31日,AxeroVision公司宣布,每日一次给药的创新糖皮质激素乳膏AXR-270,在治疗与睑板腺功能障碍(MGD)相关的干眼症(DED)患者的2期临床试验中获得积极结果。


9

mRNA疗法治疗肝纤维化的临床前研究获得积极结果

近日,CureVac NV报告了其mRNA疗法在肝纤维化方面的临床前工作。该研究发表在Journal of Hepatology上。它强调了在信使RNA(mRNA)方法取得的进展,Moderna和Pfizer-BioNTech mRNA疫苗针对COVID-19的成功突出了这一点。


10

抗PD-1单抗治疗难治性宫颈癌2期结果积极,贝达药业拥有中国开发权益

8月27日,Agenus公司宣布,其抗PD-1单克隆抗体巴替利单抗(balstilimab),单药治疗复发/转移性宫颈癌的2期临床试验结果在线发表在国际同行评审期刊Gynecologic Oncology上。


11

治疗实体瘤,自体CAR-T细胞疗法展现强大潜力

8月31日,Poseida Therapeutics公司宣布,其自体CAR-T细胞疗法P-PSMA-101,在治疗转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)患者的1期临床试验中获得积极初步结果。试验中,该疗法对接受低剂量治疗的前9例患者表现出令人鼓舞的活性。P-PSMA-101是一款靶向前列腺特异性膜抗原(PSMA)的CAR-T细胞候选药物,通过对患者自身的T细胞进行基因工程改造,使其可以安全有效地消除肿瘤细胞。



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01


Cell丨非编码RNA提高CAR-T细胞自身功能以及内源性的抗肿瘤免疫反应核

2021年8月30日,来自美国宾夕法尼亚大学Perelman School of MedicineAndy J. Minn团队和其合作者Carl H. JuneCell 上发表题为The immunostimulatory RNA RN7SL1 enables CAR-T cells to enhance autonomous and endogenous immune function的文章,通过在CAR-T细胞中引入RN7SL1,提高了CAR-T细胞功能,同时可选择性的激活免疫细胞中IFN/PRR通路,提高了内源性免疫系统对肿瘤的杀伤能力,极大提高了CAR-T细胞疗效。同时也可进一步在CAR-T细胞中装载抗原肽,更好克服CAR-T细胞治疗实体瘤时CAR抗原的缺失

更多解读:

研究团队首先在体外检测RN7SL1(7SL)和对照RNA(scrambled RNA, Scr RNA)对PRRs通路激活情况。在B16-F10黑色素瘤细胞和人树突状细胞中转染RN7SL1能诱导MHC-1,PDL1和CD86等ISGs基因的表达。同时,RN7SL1诱导ISGs表达依赖于RIG-1和MDA5的同时存在而Scr RNA以及Poly I:C阳性对照都只依赖其中的一个蛋白,这表明RN7SL1在细胞内有其独特的信号通路。

随后研究者在T细胞缺失小鼠中构建B16肿瘤模型,瘤内注射脂质体包裹的RNA,和Scr对照相比,发现瘤内注射RN7SL1提高肿瘤生长降低了小鼠存活,这和之前研究也相一致在免疫缺陷环境下,肿瘤细胞中RN7SL1激活RIG-I促进肿瘤的生长和转移【1】。

进一步在免疫激活的条件下,研究团队瘤内注射RN7SL1的同时联合抗PD1和抗CTLA4免疫检查点阻断疗法,发现瘤内注射RN7SL1提高ICB治疗的响应和效果,RN7SL1增强了T细胞的浸润激活和增殖,提高了肿瘤中DCs的比例。这表明尽管激活肿瘤细胞内的RIG-I通路会促进肿瘤生长,但这种有害效应会被RN7SL1对免疫系统的激活所抵消。因此,特异性的将RN7SL1递送到免疫细胞而不是肿瘤细胞将会改善免疫治疗的效果。


研究团队猜想利用CAR-T细胞表达RN7SL1或可使得其能够选择性激活免疫细胞。研究团队首先利用人的CAR-T细胞模型,选择了两种在临床试验的CARs:抗人MSLN M5BBz-CAR和抗人CD19 19BBz CAR。在原代T细胞中表达这些CARs,同时在CAR 下游接连U6启动子表达的RN7SL1或对照RNA。研究团队研究RN7SL1是否对CAR-T细胞本身有影响。在人T细胞中表达这些CAR,在CAR-T细胞扩增后发现RN7SL1提高了CAR-T细胞中效应和记忆细胞的比例。同时在NSG小鼠中构建人异体移植肿瘤模型,发现RN7SL1可以显著提高CAR-T细胞的抗肿瘤效应,且也没有明显毒性。和对照CAR-T细胞以及肿瘤细胞相比,RN7SL1 CAR-T细胞表达更多的ISGs,且具有更强的效应功能和更久的持续时间。

研究团队之前的工作已经证明在肿瘤微环境中RN7SL1能通过外泌体在不同细胞中传递,因此作者假设在CAR-T细胞中表达RN7SL1除了对CAR-T细胞自身的做用之外,或许可通过细胞外囊泡激活其他细胞尤其是内源性的免疫细胞中的IFN信号。的确,不管是在人还是鼠的RN7SL1 CAR-T细胞分泌的外泌体中都能检测到RN7SL1。

为研究EVs中RN7SL1的作用,研究团队在免疫健全小鼠中构建鼠19BBz CAR-T细胞系统,首先利用特异性的RNA荧光染料(SytoRNA)标记CD45.1+小鼠CAR-T细胞,然后将其回输至CD45.2+的B16-F10(肿瘤细胞中表达了人CD19,B16-h19)荷瘤小鼠中。发现相当大一部分内源性CD45.2+免疫细胞都能被SytoRNA标记,包括髓系细胞,DCs以及T细胞,表明CAR-T细胞中RNA转移至这些细胞中。同时,抑制EV分泌也抑制了这种转移。qRT-PCR检测验证了RN7SL1从CAR-T细胞转移至内源性免疫细胞。同时流式分析发现CAR-T细胞来源EV RNA转移至免疫细胞的程度要明显多于肿瘤细胞。

小鼠模型中,19BBz-7SL CAR-T细胞和ICB疗法联用,明显提高了肿瘤治疗的效果,且肿瘤微环境中CAR-T细胞和内源性免疫细胞的浸润都增多,表明当内源性免疫系统被ICB招募激活之后, RN7SL1能进一步提高CAR-T细胞疗效。随后研究团队在肿瘤模型中仅利用RN7SL1 CAR-T细胞疗法而没有联合ICB,通过单细胞测序以及系列实验发现,CAR-T细胞中表达RN7SL1能限制肿瘤微环境中的髓系细胞的免疫抑制特征并促进树突状细胞的共刺激特征,也促进了内源性CD8 T细胞向效应记忆方向分化而不是趋向耗竭。而在CAR-T细胞中进一步装载抗原肽,也可减弱CAR 抗原丢失引起的CAR-T细胞疗法抵抗。


总之,本研究通过在CAR-T细胞中引入一个免疫刺激的RNA RN7SL1,不仅提高了CAR-T细胞本身的活力和功能,同时通过细胞外囊泡的递送,RN7SL1可选择性靶向内源性的免疫细胞,抑制髓系抑制性细胞的功能,激活树突状细胞,从而促进内源性T细胞的效应功能和扩增,也提高免疫系统对即使是没有CAR抗原的肿瘤的杀伤能力。为解决实体肿瘤对免疫治疗的抵抗,提供了新的破解之道。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.08.004

参考文献:

1.Nabet, B.Y., et al., Exosome RNA Unshielding Couples Stromal Activation to Pattern Recognition Receptor Signaling in Cancer. Cell, 2017. 170(2): p. 352-366.e13.


02


Science Advances | 铁死亡再获突破,揭示实体瘤致命缺陷

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2021年8月27日,加拿大英属哥伦比亚肿瘤研究所的研究团队在 Science 子刊 Science Advances 上发表了题为:Genome-wide synthetic lethal screen unveils novel CAIX-NFS1/xCT axis as a targetable vulnerability in hypoxic solid tumors 的研究论文。该研究发现,由肿瘤缺氧诱导的pH调节剂碳酸酐酶 IX(CAIX)可以阻止癌细胞发生铁死亡,确定了CAIX调控细胞生存的分子机制。这一发现将帮助研究人员开发实体瘤治疗的新策略

更多解读:

2021年1月,世界卫生组织(WHO)国际癌症研究署(IARC)发布了2020年全球最新癌症负担数据。这项最新预估数据显示,2020年全球新发癌症病例1929万例,其中乳腺癌新发病例高达226万例,超过了肺癌的220万例,乳腺癌取代肺癌,成为全球第一大癌。


研究团队在缺氧的三阴性乳腺癌(TNBC)细胞中进行了无偏、全基因组CAIX合成致死CRISPR筛选,以识别与CAIX相互作用的基因。受CA9缺失影响的基因显着富集于RNA 代谢、无义介导的衰变、核糖体RNA加工、硒代半胱氨酸合成、硒代氨基酸代谢、三羧酸(TCA)循环和电子传递途径。进一步的功能通路网络分析确定了氧化还原稳态基因,其中,参与铁硫簇生物发生的基因半胱氨酸脱硫酶(NFS1)受到研究团队的重视。

接下来,研究团队对由三阴性乳腺癌队列组成的小型乳腺肿瘤组织微阵列进行染色,发现CAIX在该阵列中约 65% 的病例中表达,而NFS1在几乎所有病例中表达。


以上数据表明CAIX和NFS1在乳腺癌患者的一个子集中表达,那么共靶向可能对患者有益。于是研究团队在TNBC癌细胞中同时敲除了CA9和NFS1,发现细胞的铁水平升高,伴随着脂质过氧化增加,这是铁死亡的标志,表明了癌细胞在CAIX和NFS1双敲除后发生了铁死亡。

研究团队接下来试图评估将CAIX/XII抑制与限制胱氨酸可用性(NFS1 的底物)结合是否会通过抑制胱氨酸谷氨酸反向转运蛋白xCT导致铁死亡增强。CAIX/XII抑制本身也很少导致细胞死亡。然而,联合CAIX/XII抑制和xCT抑制治疗导致细胞死亡显著增加,表明铁死亡是由组合诱导的细胞死亡的主要模式。

随后研究团队在临床相关模型中共同靶向CAIX/XII和xCT,与在细胞系模型中的发现类似,这种组合导致来自多个患者的类器官细胞死亡显著增加,优于单独使用任一化合物的治疗。因此,共同靶向CAIX/XII和xCT会增强铁死亡,是在药理学上利用CAIX和NFS1之间合成致死相互作用的有效策略。


在深入的分子机制研究中,研究团队发现CAIX抑制剂导致了pHi的酸化,CAIX/XII 产生的碳酸氢盐通过碳酸氢盐转运蛋白输入,保护细胞免于铁死亡,表明 pHi调节在调节铁死亡中很重要。

AMPK信号传导对于维持代谢稳态至关重要,研究团队在共同靶向CAIX/XII和xCT后观察到了AMPK失活,这种失活与AMPK靶标ACC1的磷酸化减少相呼应,表明该组合疗法正在激活ACC1,从而导致铁死亡增强。以上数据还暗示了AMPK/ACC1/ACSL4轴在共靶向缺氧诱导的CAIX和xCT下游的重要性。


总而言之,这项工作确定了CAIX和NFS1之间的新型合成致死相互作用,xCT的抑制和 CAIX/XII抑制是在药理学上利用这种合成致死相互作用的一种非常有效的替代方法。该研究使人们意识到CAIX在氧化还原稳态和通过pH调节防止铁死亡中起到重要作用,并将帮助研究人员开发实体瘤治疗的新策略。

原文链接:

https://advances.sciencemag.org/content/7/35/eabj0364


03


Cell Stem Cell丨天冬氨酸,拨动造血干细胞“苏醒”的开关

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2021年8月26日,来自美国德克萨斯大学西南医学中心Sean J. Morrison团队在Cell Stem Cell在线发表题为 Aspartate availability limits hematopoietic stem cell function during hematopoietic regeneration 的文章,证明造血干细胞(HSC)完全依赖于细胞自主合成的天冬氨酸,HSC的功能受到天冬氨酸可用性的限制。在再生过程中,HSC可以增加天冬氨酸的合成,从而通过增加天冬酰胺和嘌呤的合成促进HSC的功能

更多解读:

本文研究人员发现,与HSC和多能祖细胞(MPP)表达的内皮蛋白C受体(Epcr,也称为PRORC)相反,在HSC或其他骨髓造血祖细胞(HPC)中几乎检测不到天冬氨酸转运体[Slc1a1、Slc1a2、Slc1a3(Glast)、Slc1a6和Slc1a7]的表达。因此,研究人员首先构建了GLAST过表达(GLAST-OE)的小鼠模型,在促进HSC自我更新的条件下培养野生型或GLAST-OE的HSC 7天,并补充生理水平的13C标记的天冬氨酸,以观察造血细胞对天冬氨酸的吸收。结果发现野生型HSC/HPC几乎无法吸收天冬氨酸,但是GLAST的过表达赋予了它们这种能力,并且造血细胞中GLAST的过表达优先增加了HSC/MPP中的天冬氨酸水平以及骨髓中HSC的数量,同时增加了HSC在造血再生过程中的功能。与此同时,研究人员构建了造血细胞条件性敲除Got1的小鼠模型,实验结果显示虽然造血干细胞、MPP、HPC、限制性祖细胞、分化细胞和集落形成祖细胞的数量没有显著差异,但是在造血再生过程中,Got1的缺乏增加了天冬氨酸水平和造血干细胞功能。此外,研究还发现天冬氨酸的合成在HSC激活时增加,与静息HSC相比,天冬氨酸的合成在快速分裂的髓系祖细胞中增加,提示在HSC/HPC中天冬氨酸合成速率随合成代谢需求而变化。随后,研究人员又构建了条件性敲除Got2的小鼠模型,发现与GLAST过表达和Got1缺失相反,在造血再生过程中,Got2的缺乏降低了天冬氨酸水平和造血干细胞功能。由此表明在造血再生过程中,天冬氨酸水平限制了造血干细胞的功能。

利用GLAST过表达的HSC,同位素追踪实验发现,在静息或增殖的HSC中,天冬氨酸水平对蛋白质合成没有影响,但是外源性天冬氨酸可以促进TCA循环或用于合成核苷酸和天冬酰胺。同时,Got1的缺乏显著降低了TCA循环中间产物中的天冬氨酸部分的富集,提示Got1的缺乏减少了从天冬氨酸进入TCA循环的碳。然而研究人员发现,天冬氨酸对TCA循环的影响并不会增加HSC的数量或功能。同样的,实验结果显示GLAST也并没有通过增加嘧啶或N-乙酰天冬氨酸(NAA)的合成来促进HSC功能。那么天冬氨酸到底是如何影响HSC功能的呢?通过构建天冬酰胺合成酶缺失小鼠模型,研究人员发现移植后,天冬酰胺合成酶的缺失显著降低了受体小鼠血液中供体骨髓细胞、B细胞和T细胞以及骨髓中干细胞/祖细胞的水平,也减少了二次移植时GLAST过表达细胞的重塑,由此表明天冬酰胺的合成有助于提高GLAST过表达造血干细胞的功能。在造血再生过程中,天冬酰胺的水平限制了HSC的功能,天冬酰胺的合成或摄取外源性天冬酰胺可以使之增强。与此类似的,对移植了对照或GLAST过表达骨髓细胞的辐照小鼠给予6-巯基嘌呤(6MP,嘌呤合成抑制剂),与对照相比,6MP显著降低了受者血液和骨髓中GLAST过表达骨髓细胞产生供体细胞的频率,由此表明嘌呤的合成也参与了GLAST过表达对HSC功能的影响。而且在造血再生过程中,除了GLAST过度表达的HSC外,嘌呤合成也可促进野生型HSC的功能。


综上所述,本研究发现,HSC激活后,天冬氨酸合成增加,并且在造血再生过程中,天冬氨酸水平限制了HSC的功能,而HSC则可在造血再生过程中增加天冬氨酸、天冬酰胺和嘌呤的合成,以满足增加的合成代谢需求。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.07.011


04


PNAS | 何玉英团队等揭示m6A 催化酶METTL14诱导皮肤肿瘤发生机制

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2021年 8月31日,芝加哥大学何玉英团队等在PNAS杂志上发表了论文题为:METTL14 facilitates global genome repair and suppresses skin tumorigenesis,该研究揭示了UVB诱导的上皮肿瘤发生中m6A RNA甲基化和GGR之间的机制联系

更多解读:

研究人员发现METTL14促进全基因组核苷酸切除修复, 通过调节m6A mRNA甲基化来调节DNA修复蛋白DDB2的蛋白质翻译,并抑制UVB诱导的皮肤肿瘤的发生。研究人员还证明METTL14通过调节DDB2 m6A甲基化介导的蛋白质翻译来促进全基因组核苷酸切除修复。同时,抑制YTHDF1基因 (促进m6A修饰的mRNA的翻译) 降低了DDB2蛋白水平, 证明了METTL14和YTHDF1可调节DDB2的表达。

在小鼠中,皮肤特异性杂合子METTL14缺失增加了UVB诱导的皮肤肿瘤的发生。此外,与正常组织比较,在小鼠皮肤肿瘤,慢性UVB照射小鼠皮肤,以及人皮肤癌中, METTL14和DDB2表达均下调。这些结果表明METTL14在UVB诱导的皮肤肿瘤发生中具有抑制肿瘤的作用,且与DDB2的调节有关。此外,UVB通过NBR1介导的选择性自噬来降解 和下调METTL14蛋白。

综上所述,这些发现表明METTL14是选择性自噬的靶点,调节GGR,并抑制UVB诱导的皮肤肿瘤发生。通过靶向上调METTL14信号通路有可能提高基因组稳定性和预防UVB诱导皮肤癌的发生。

原文链接:

https://www.pnas.org/content/118/35/e2025948118



05


Science | 揭秘gRAMP CRISPR-Cas效应蛋白实现适应性免疫的新机制

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2021年8月27日,荷兰代尔夫特理工大学(Delft University of Technology)Stan J. J. Brouns团队在Science杂志上发表文章 The gRAMP CRISPR-Cas effector is an RNA endonuclease complexed with a caspase-like peptidase,揭示来自厌氧氨氧化菌(Candidatus "Scalindua brodae")的III-E型效应蛋白(简称Sb-gRAMP),是一种能与TPR-CHAT形成复合体的核糖核酸内切酶,它可能通过靶标RNA激活TPR-CHAT肽酶的蛋白酶活性获得病毒免疫

更多解读:

研究人员发现插入III-E型CRISPR基因簇的间隔序列偏好靶向开放阅读框的编码链,表明gRAMP活性可能与入侵者的mRNA相互作用。一些III-E型基因座携带与逆转录酶融合的Cas1,暗示III-E型获得机制可能是从RNA中获取间隔序列。

但奇怪的是,gRAMP基因簇缺乏辅助核酸酶基因,却经常与编码TPR-CHAT蛋白的基因共同出现。因此研究人员推测caspase家族与CRISPR-Cas系统III-E型的抗病毒活性存在一定的功能关系,并在本研究中进行验证。

研究人员用大肠杆菌系统共表达了Sb-gRAMP和crRNA(含5个间隔序列),通过Strep亲和层析、肝素亲和层析和凝胶阻滞层析(SEC)获得高纯度的Sb-gRAMP-crRNA复合物。多角度光散射(MALS)分析表明得到的复合物是由一个Sb-gRAMP单体与44-60 nt的ssRNA结合形成的。

“Scalindua brodae” III-E型基因座包含一个CRISPR基因簇,后者由36nt的重复序列和11个间隔序列组成。为了进一步分析成熟crRNA的特征,研究人员通过PCR扩增、RNA提取和RNAseq等实验证明该RNA包含一个27-28nt长的5’-手柄,其末端具有14nt保守的重复序列,大多数成熟crRNA被切割。研究人员发现Sb-gRAMP能够结合带有不同拷贝间隔序列的crRNA,并且其中缺乏参与pre-crRNA加工的基因,因此推测Sb-gRAMP可能类似Cas12和Cas13,能够自行加工pre-crRNA。

Sb-gRAMP能够识别靶标RNA,并在相距6nt的两个特定位点对单链RNA进行切割,对ssDNA或非互补ssRNA无切割活性。因此,研究人员认为Sb-gRAMP是一种序列和位置特异性的crRNA指导的核糖核酸内切酶,其RNase活性依赖于金属离子。

由于四肽重复序列(TPR)结构域通常参与蛋白-蛋白的相互作用以及蛋白复合物的形成。因此研究人员在细胞内共表达带有不同融合标签的TPR-CHAT和和Sb-gRAMP-crRNA,并互为钓饵,结合MALS实验结果,发现Sb-gRAMP-crRNA能够和TPR-CHAT以1:1的比例结合形成稳定的复合体,并将这一复杂的复合体命名为Craspase(CRISPR-guided Caspase)。

III-E型gRAMP效应蛋白既具有I类CRISPR-Cas系统的特征(多个结构域,6nt切割间距,PFS和RNA切割位点相互独立),也具有II类CRISPR-Cas系统的特征(效应蛋白为单一蛋白),模糊了传统的CRISPR-Cas系统分类。尽管gRAMP-crRNA具有特异性切割RNA的能力,能够有助于抗病毒防御,但在III-E型CRISPR-Cas系统中靶标RNA识别和切割的主要作用是充当Caspase的开关。


在其他III型CRISPR-Cas系统中,RNA靶向作用可以调节第二信使的产生,从而调控辅助核酸酶的活性。然而,该研究发现Sb-gRAMP-crRNA靶向RNA,并与TPR-CHAT形成稳定的复合物产生一个模型,其中Sb-gRAMP-crRNA并不是使用第二信使,而是在靶标RNA识别时变构诱导肽酶活性,从而引发特定的免疫反应。

原文链接:

https://science.sciencemag.org/content/early/2021/08/25/science.abk2718


06


Nat Biotechnol | 张锋团队开发小型化的Cas13用于基因编辑,极大推动RNA编辑技术的发展

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2021年8月30日,来自美国霍华德休斯研究所(HHMI)和Broad研究所张锋团队在Nature Biotechnology 在线发表题为“Compact RNA editors with small Cas13 proteins”的研究论文,该研究已经鉴定并表征了一个超小型的 Cas13b 蛋白家族——Cas13bt——可以介导哺乳动物转录本敲低。该研究通过用腺苷和胞嘧啶脱氨酶结构域功能化 Cas13bt 设计了 REPAIR 和 RESCUE RNA 编辑器的紧凑变体,并展示了编辑器在单个腺相关病毒中的包装,这从而进一步推进可编程 RNA 编辑技术的发展

更多解读:

RNA 靶向 CRISPR–Cas13 系统已被用于各种应用,包括可编程 RNA 编辑 。RNA 编辑是一种很有前途的治疗策略,它允许安装临时的、不可遗传的编辑。然而,基于 Cas13 的 RNA 编辑系统的治疗递送仍然具有挑战性,部分原因是迄今为止开发的基于 Cas13 的 RNA 编辑器的大小超过了腺相关病毒 (AAV) 的包装能力,腺相关病毒 (AAV) 是最广泛使用的基因递送病毒载体 。

为了克服这一限制,该研究对原核和病毒基因组和宏基因组中的 Cas13 酶进行了迭代 HMM 谱搜索,确定了 5,843 个候选系统。系统发育分析揭示了在 Cas13b 和 Cas13c 亚型中形成不同分支的新型超紧凑 Cas13 蛋白组,以下分别称为 Cas13bt 和 Cas13ct。与其他 CRISPR-Cas13b 系统 6 不同,编码 Cas13bt 亚家族的基因组位点缺乏任何辅助基因。相对于 BzoCas13b(1,224 氨基酸(aa)),最小的 Cas13bt 蛋白(775-804 aa)有 26 个大(>5 aa)缺失,总共 408 aa。由于 Cas13b 蛋白在哺乳动物系统中比 Cas13c 蛋白更活跃并支持可编程 RNA 编辑 ,该研究将分析重点放在一组 16 种超紧凑 Cas13bt 蛋白(Cas13bt1 到 Cas13bt16)上。

为了通过实验表征 Cas13bt,该研究首先确定了所需的 CRISPR RNA (crRNA) 成分。该研究用包含 cas13bt 基因座之一 cas13bt2 的质粒转化大肠杆菌,其 CRISPR 阵列被截断为两个同向重复序列 (DR),并进行小 RNA 测序以确定成熟 crRNA 的构型。对于先前表征的 Cas13b 蛋白,Cas13bt2 的 crRNA 也被发现具有 3ʹ DR。Cas13bt 亚家族的三个测试成员中的两个Cas13bt1 和 Cas13bt3,介导了大肠杆菌中靶向间隔子的消耗。对耗尽的 crRNA 靶向的侧翼位点序列的分析表明,Cas13bt1 和 Cas13bt3 都具有允许的 5ʹ D(A/G/T)原始间隔区侧翼序列(PFS)偏好。此外,靶向 5ʹ 非翻译区和编码序列起始处 (CDS) 的 crRNA 更缺乏。

先前已报道 Cas13 酶在 crRNA 引导下结合其单链 RNA 靶标时表现出附带的 RNA 切割活性。Cas13bt3 的体外评估表明 Cas13bt 还进行靶标激活的旁系 RNA 切割,并且这种旁系活动是由 HEPN 结构域介导的。这种靶标激活的附带活动可能使该亚家族适合用于诊断平台,如 SHERLOCK。

为了评估人类细胞中 Cas13bt 介导的 RNA 敲低的功效,该研究使用一组 20 个针对 Gaussia 荧光素酶 (Gluc) mRNA 的 crRNA 测试了 Cas13bt1 和 Cas13bt3。该研究发现这两种蛋白质都促进了 HEK293FT 细胞中 crRNA 引导的 Gluc 敲低。催化灭活 Cas13bt1 和 Cas13bt3 的 HEPN 结构域消除了它们的 RNA 敲低活性。Cas13bt1 和 Cas13bt3 还介导了 HEK293FT 细胞中 crRNA 引导的内源性转录物的敲低。

为了开发用于 RNA 编辑的 Cas13bt 蛋白,该研究将 Cas13bt1 和 Cas13bt3 的催化失活版本与 RNA 腺苷脱氨酶 ADAR2 催化域 (ADAR2dd-E188Q) 的高活性突变体融合,分别构建 REPAIR.t1 和 REPAIR.t3。该研究通过引入特定的 A-to-I 突变评估了这些可编程腺苷脱氨酶在 Cypridina 荧光素酶 (Cluc) mRNA 中恢复 W85X 突变的能力。该研究发现,对于用于靶向 Cluc 的 crRNA,当错配的靶腺苷位于靶位点 5ʹ 末端的 18–22 核苷酸内时,REPAIR.t1 和 REPAIR.t3 均显示出最佳编辑。

该研究另外构建了具有能够进行胞苷脱氨基作用的进化 ADAR2dd(RESCUE.t1 和 RESCUE.t3)的胞嘧啶 RNA 编辑器,并将两个编辑器引导至 HEK293FT 细胞中的报告基因和内源性转录物。该研究发现这些融合蛋白能够介导所有测试靶点的 C-to-U 编辑。

为了评估在单个病毒载体中使用 Cas13bt 融合蛋白的潜力,该研究将 REPAIR.t1 与 crRNA 表达盒一起包装在重组 AAV2 载体中,并将系统递送至 HEK293FT 细胞。免疫荧光染色表明 AAV 递送的 REPAIR.t1 在核输出信号的帮助下表达并定位到细胞质。RNA测序显示在转导细胞富集后,CTNNB1 T41位点的位点特异性A-to-I编辑率为7.5% ± 0.8%。这证明了使用单个 AAV 基因组进行递送的可行性。当尝试在体内递送至特定组织时,应选择 AAV 血清型以最大限度地提高递送和表达效率。

最后,该研究量化了 REPAIR.t1 的转录组范围特异性,发现该系统引入的脱靶编辑数量与 REPAIRv1 的数量相当。尽管 RNA 中的脱靶编辑是短暂的,但它们可能会产生有害的蛋白质产物,从而导致不利影响。为了提高 REPAIR 的特异性,该研究使用基于酵母的定向进化方法来鉴定 ADAR2dd 中两个有希望的突变(E620G 和 Q696L),这些突变减少了混杂的脱氨活性。该研究在 REPAIR.t1 中加入了这两个突变,发现脱靶编辑的数量减少了,而没有降低目标活性。通过额外的诱变和优化,甚至可以进一步降低脱靶活性。

总之,Cas13bt 蛋白的小尺寸为可编程 RNA 调节提供了新的机会,尤其是在体内。该研究在此展示了 Cas13bt1 和 Cas13bt3 可用于生成与 AAV 递送兼容的紧凑型 REPAIR 和 RESCUE 结构,从而进一步推进可编程 RNA 编辑技术的发展。

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41587-021-01030-2


07


Molecular Cancer | 中南大学熊炜/曾朝阳发现鼻咽癌新的潜在治疗靶点

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2021年8月31日,中南大学熊炜曾朝阳共同通讯在Molecular Cancer (IF=27.40)在线发表题为“Circular RNA circRNF13 inhibits proliferation and metastasis of nasopharyngeal carcinoma via SUMO2“的研究论文,该研究发现circRNF13在NPC临床组织和NPC细胞中低水平稳定表达。体内外实验表明circRNF13抑制NPC增殖和转移。此外,circRNF13通过与SUMO2基因的3'-非翻译区(3'-UTR)结合并延长SUMO2 mRNA的半衰期来激活SUMO2蛋白。SUMO2 的上调通过 GLUT1 的 SUMOylation 和泛素化促进 GLUT1 降解,通过抑制糖酵解来调节 AMPK-mTOR 通路,最终导致 NPC 的增殖和转移

更多解读:

鼻咽癌 (NPC) 是鼻咽部上皮起源的恶性肿瘤,在中国南方和东南亚的发病率高达千分之一。由于鼻咽癌发生在鼻咽部,其早期症状不明显,但鼻咽癌有很强的侵袭和转移倾向。临床研究表明,大约 70% 的 NPC 患者会发生颈部淋巴结转移,几乎所有晚期患者都会向颅底浸润性生长。然而,迄今为止,涉及NPC发展,特别是转移过程的分子机制仍不清楚。因此,需要进一步了解鼻咽癌的发病机制,以制定更有效的治疗策略来对抗这种疾病。

环状RNA(circRNA)是近年来新发现的一类非编码RNA,对其生物学功能及与疾病关系的研究已成为生物医学研究的前沿。CircRNAs 是一组具有环状结构但缺少 polyA 尾的 RNA。它们不易被 RNA 酶降解,并且由于其特殊的环结构而具有非常稳定的特性。近年来,随着新一代测序技术的发展,越来越多的circRNA被发现,目前已在各种人类细胞类型的转录组中鉴定出超过30,000个circRNA。越来越多的研究发现,circRNA在众多生命过程中具有重要作用,并参与了包括恶性肿瘤在内的多种人类疾病的发生。尽管已经鉴定了许多 circRNA,但绝大多数 circRNA 的功能仍不清楚,尤其是在 NPC 中。


细胞内蛋白泛素化是一种重要的翻译后修饰,广泛存在于真核细胞中。绝大多数细胞内蛋白质通过泛素依赖性蛋白酶体途径降解。Small ubiquitin-like modifier 2 (SUMO2) 是 SUMO 家族的成员,SUMOylation 是一种泛素样蛋白修饰。SUMO 化和泛素化通常发生在底物蛋白的相同赖氨酸残基上,而 SUMO 化有时会在转录因子的调控中拮抗泛素化。SUMOylation 还可以促进修饰的细胞质、线粒体和膜蛋白的泛素化和降解,作为在各种生物过程中募集泛素 E3 连接酶的信号。

葡萄糖转运蛋白(GLUTs)是体内最重要的跨膜蛋白之一,负责葡萄糖在身体不同组织和器官中的转运和重吸收。GLUT1在肝癌、胃癌、乳腺癌等多种肿瘤中的高表达,参与了肿瘤转移、增殖等恶性表型的调控。GLUT1通过大量摄取葡萄糖为糖酵解提供有利条件,为肿瘤细胞提供更多的能量和合成原料。此外,糖酵解产生的大量乳酸改变了肿瘤细胞的微环境,更有利于肿瘤细胞的侵袭和转移。

在这项研究中,鉴定了一种新的 circRNA 分子 circRNF13(circBase ID:has_circ_0001346),它在 NPC 中低水平表达。通过体外和体内实验评估了 NPC 细胞中 circRNF13 的增殖和转移。进一步研究表明,circRNF13直接结合并稳定SUMO2 mRNA,通过SUMO化和泛素化的方式上调SUMO2的蛋白水平并促进GLUT1降解,从而抑制NPC的糖酵解过程和增殖、迁移和侵袭。

原文链接:

https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-021-01409-4


08


Science Advances | 中国药科大学李斯文团队开发了新型的肿瘤疫苗:靶向脾脏的多功能抗原载体

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2021年8月25日,中国药科大学李斯文团队在Science Advances 在线发表题为“A splenic-targeted versatile antigen courier: iPSC wrapped in coalescent erythrocyte-liposome as tumor nanovaccine”的研究论文,该研究将修饰的脂质材料用于扩张红细胞膜以制造聚结纳米载体,既保留了红细胞膜的生物学特性,又弥补了载药量不足的缺陷

更多解读:

肿瘤免疫治疗可刺激机体免疫系统快速诱发非特异性或特异性免疫功能,激活相关免疫细胞和因子来攻击肿瘤组织,是癌症治疗及肿瘤相关领域正在进行的研究热点。其中,肿瘤疫苗可以通过呈递肿瘤相关抗原激发特异性抗肿瘤免疫来预防和治疗癌症。尽管肿瘤疫苗的研究取得了一定进展,但仍存在广谱效应、特异性靶向能力、高效免疫动员等诸多障碍,这将是肿瘤疫苗领域面临的严峻挑战。

近年来,诱导多能干细胞(iPSCs)的制备技术广泛应用于器官移植等领域。iPSCs 和癌细胞具有共同的表位,并且 iPSCs 共享一个更大的癌症相关表位库,这表明基于它的疫苗可以为免疫系统提供大量的肿瘤抗原,因此在多种癌症中建立广谱抗肿瘤免疫以实现持久的肿瘤消除,但作为疫苗的完整细胞存在严重缺陷,例如:(i)具有分化能力的 iPSC 必须用使用前进行丝裂霉素 C 或 γ-辐射以避免致瘤性,因此作为疫苗的完整 iPSC 具有潜在的安全隐患 ;(ii) 完整的 iPSC 的大小为 10 至 15 μm,相对较大的大小使得注入体内后容易被肺和其他组织拦截;(iii) 拦截还会导致完整的 iPSC 和免疫细胞之间的接触不足。

脾脏是一种重要的淋巴器官,含有多种免疫因子,如抗原呈递细胞 (APC。因此,脾脏靶向可以激发有效的全身免疫反应来攻击肿瘤组织。此外,脾是人体重要的“过滤器”,也是人体的“血库”。当血液输送到脾脏时,红细胞就会被“分流”;即新生红细胞由于细胞膜的变形能力强,可以继续留在血浆中并通过脾脏,老化或受损的红细胞会被吞噬细胞拦截并清除。因此,提示使用受损的红细胞膜可能具有“靶向”脾脏滞留的潜力。

然而,红细胞膜载药效率低限制了其进一步应用。在此基础上,应用含有磷脂双层的脂质体与红细胞膜融合。融合给药不仅保留了红细胞膜优异的生物相容性和靶向脾脏的能力,而且克服了载药缺陷。同时,脂质体作为药物载体近年来频繁出现在临床治疗中,这意味着它具有优越的临床转化潜力。甘露糖和甘露糖受体对可以识别和捕获抗原分子,促进抗原呈递,并调节免疫细胞的成熟和分化。

在这项研究中,报告了一种基于红细胞膜融合甘露糖脂质体并包裹 iPSC 蛋白的强大纳米疫苗 iPSC@RBC-Mlipo,可以在脾脏充分积累,通过甘露糖受体与 APC 积极整合,并引发抗肿瘤免疫。随后,成熟的APCs通过抗原交叉呈递激活淋巴细胞,然后攻击癌细胞。结果表明,该疫苗能有效激活免疫系统,抑制肿瘤的生长、转移和复发。总体而言,iPSC@RBC-Mlipo 可能是一种高效的多功能肿瘤疫苗,在癌症治疗中具有临床应用前景。

原文链接:

http://advances.sciencemag.org/content/7/35/eabi6326


09


JITC | 南京大学孙洋/徐强团队发现瘤内CD8+ T细胞发挥抗肿瘤作用需要CXCR6的存在

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2021年8月30日,南京大学孙洋教授、徐强教授及上海交通大学陈红旗副主任医师共同通讯在Journal for ImmunoTherapy of Cancer(1区,IF=13.75)在线发表题为“CXCR6 Is Required for Anti-tumor Efficacy of Intratumoral CD8+T Cell”的研究论文,该研究确定CXCR6 仅在肿瘤内CD8+ T 细胞上表达。CXCR6+ TCD8+ T细胞的免疫活性更强,CD8+ T细胞特异性缺陷的嵌合体显示出较弱的抗肿瘤活性。此外,Cxcr6-/- 小鼠无法对抗 PD-1 治疗产生有效反应。CXCR6的高肿瘤表达主要不是由CXCL16/CXCR6的配体-受体趋化性引起的,而是由肿瘤组织自身诱导的。诱导的  CXCR6+ CD8+ T 细胞具有肿瘤抗原特异性,可以增强抗 PD-1 阻断作用以延缓肿瘤进展。

更多解读:

肿瘤免疫治疗的最终目标是消除癌细胞,其中CD8+ 细胞毒性T细胞(CTL)是关键的免疫监视细胞之一。肿瘤组织中高丰度的具有杀伤功能的CTL是良好的预后指标,提高患者肿瘤组织中具有杀伤功能的CTL的比例有助于抑制肿瘤的进展甚至最终消除肿瘤。因此,准确地鉴定出一群具有杀伤功能的CTL亚群,将为临床免疫治疗提供新的策略和思路。

哈佛大学医学院侯立飞博士2019年在多发性硬化症(MS)和小鼠实验性脑脊髓炎(EAE)模型中鉴定出一群免疫功能过强的致病性T细胞亚群高表达CXCR6 1。南京大学研究人员受到中国传统阴阳平衡思想的启发,以自身免疫病中高度活化的炎症性T细胞的表型特征,来推测肿瘤中该表型的T细胞是否仍然具有高度活化或者较强细胞毒活性的杀肿瘤能力?在这种设想下,研究人员探讨了肿瘤微环境中CXCR6的表达与肿瘤免疫治疗之间的关系。


研究人员首先综合分析了北京大学张泽民教授发表的人和小鼠结肠癌单细胞测序数据,发现相较于外周组织和二级淋巴组织,CXCR6只在肿瘤组织中高表达。接着利用免疫荧光实验和流式细胞术验证了该结果,CXCR6特异性高表达在肿瘤组织中的CD8+T细胞上,而且鉴定出了CXCR6+CD8+T细胞比CXCR6-CD8+T细胞表达更高水平的活化分子(如CD69等)及效应因子(如IFN-γ、GZMB等)。这一现象在小鼠黑色素瘤模型上同样得到验证。

为了确证CXCR6是否为CD8+ T细胞发挥抗肿瘤效应所必需,研究人员利用CD8敲除鼠和CXCR6敲除鼠构建了骨髓嵌合鼠模型,从而实现CD8+ T细胞上特异敲除CXCR6而其他细胞上正常表达CXCR6,结果显示CD8+ T细胞上特异敲除CXCR6后,肿瘤的进程加快,生存期变短,肿瘤组织中浸润的CD8+ T细胞的比例显著减少,细胞毒性功能也显著降低。给予anti-PD-1抗体治疗后,敲除了CXCR6的小鼠基本不响应anti-PD-1治疗。此外,研究人员还发现相较于结肠癌微卫星稳定型(MSS),微卫星高度不稳定型(MSI-H)的结肠癌组织中CXCR6表达更高。这一结果一定程度上也呼应了MSI-H为何更响应免疫检查点疗法。TCGA数据库的分析结果也显示,CXCR6表达越高,患者的预后越好。

通过比较CXCR6和CXCL16在免疫治疗前后的表达变化及外周血和肿瘤组织中CXCR6+CD8+T细胞和CXCL16在肿瘤进程中的动态变化,发现CXCR6在肿瘤中的高度富集,配体CXCL16的趋化作用并不是最主要的诱因,而是在肿瘤组织中被诱导起来的。体外被肿瘤组织诱导起来的CXCR6+CD8+T细胞不仅可以抑制小鼠肿瘤生长,还可以增强anti-PD-1的疗效。


值得一提的是,今年8月2日美国麻省总医院免疫和炎症疾病中心Thorsten R Mempel课题组发表在Cell- 杂志上的一篇文章也指出,CXCR6可帮助细胞毒性T淋巴细胞在肿瘤微环境中定位并接收关键存活信号,CXCR6的表达可预测多种免疫原性实体癌患者的生存期2。


总而言之,该研究发现瘤内细胞毒性T淋巴细胞发挥抗肿瘤作用需要CXCR6的存在,这一发现将有助于联合免疫疗法的合理设计,CXCR6或可作为CAR T细胞过继转输治疗前的一个检测指标,为临床转输治疗的有效性提供一种依据。

参考文献:

1.Hou, L. et al. SerpinB1 controls encephalitogenic T helper cells inneuroinflammation. Proc Natl Acad Sci U SA 116, 20635-20643,doi:10.1073/pnas.1905762116 (2019).

2.Di Pilato,M. et al. CXCR6 positions cytotoxic Tcells to receive critical survival signals in the tumor microenvironment. Cell 184, 4512-4530, e4522, doi:10.1016/j.cell.2021.07.015 (2021).


10


Science Advances丨诺奖获得者与西安交通大学刘青光团队联手合作,发现组蛋白瓜氨酸化在肿瘤生长和血管生成是必需的

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2021年8月27日,约翰霍普金斯大学Gregg L. Semenza(2019年诺贝尔生理学或医学奖获得者)及西安交通大学刘青光共同通讯在Science Advances 在线发表题为“Histone citrullination by PADI4 is required for HIF-dependent transcriptional responses to hypoxia and tumor vascularization”的研究论文,该研究证明 PADI4 表达在乳腺癌和肝细胞癌细胞中以 HIF 依赖性方式诱导。PADI4 反过来被 HIF 募集到缺氧反应元件 (HRE),并且是 HIF 靶基因转录所必需的。

更多解读:

O2 可用性降低(缺氧)是肿瘤微环境的一个特征。局部晚期乳腺癌中氧分压的测量结果显示,与正常乳腺组织相比,所有肿瘤区域的 PO2 中位数为 10 mmHg(约 1.4% O2),其中四分之一的 PO2 小于 2.5 mmHg。PO2 的中位数为 65 mmHg(~9.3% O2),并且没有 PO2 小于 15 mmHg 的区域 。肝癌也是高度缺氧的,四分之三的肿瘤检测的 PO2 为 10 mmHg 或更低 。

瘤内缺氧是乳腺癌和肝癌进展的驱动力,由缺氧诱导因子 (HIF) 介导,HIF 是异二聚体蛋白质,由 O2 调节的 HIF-1α、HIF-2α 或 HIF- 3α 亚基和组成型表达的 HIF-1β 亚基组成。原发性肿瘤活检中 HIF-1α 表达增加与乳腺癌患者的无病、无进展和总生存期降低有关,并与淋巴结转移和肝细胞癌患者的总生存期降低有关。

为应对缺氧,HIF 激活数百个基因的转录,这些基因在血管生成、代谢重编程、细胞外基质重塑、侵袭和转移、癌症干细胞特化和免疫逃避中起关键作用 。HIF 激活转录的分子机制是一个活跃的研究领域。HIF 与包含核心 HIF 结合序列 5'-RCGTG-3'(R = A 或 G)的缺氧反应元件 (HRE) 结合并募集介质亚基、组蛋白修饰酶和染色质重塑复合物。正是通过募集这些蛋白质,HIF 和其他激活剂才能提高转录起始和延长的速率。HIF 还被证明可以调节编码共激活蛋白的基因的转录,然后 HIF 将其募集到靶基因。

众所周知,组蛋白尾部赖氨酸残基的乙酰化可减少其净正电荷,从而减少与带负电荷的 DNA 的相互作用,使 RNA 聚合酶 II 能够接近 DNA 并将其转录为 mRNA。此外,bromodomain蛋白与具有乙酰化赖氨酸残基的组蛋白特异性结合。一种鲜为人知的降低其净正电荷的组蛋白翻译后修饰是精氨酸 (Arg) 残基水解为瓜氨酸 (Cit),其由肽基精氨酸脱亚胺酶 PADI2和 PADI4催化。PADI4 将组蛋白 H4 的 Arg-3 水解为 Cit,并催化 H3 的 Arg 残基 2、8、17 和 26 ,H2A的Arg-3和 H1 的 Arg-54 脱亚胺化(瓜氨酸化)。除了影响组蛋白-DNA 相互作用外,瓜氨酸化还可能影响组蛋白-组蛋白相互作用以及组蛋白与其他染色质蛋白的相互作用。

PADI4 表达增加在多种癌症类型中得到证实,包括乳腺癌和 HCC。用泛 PADI 抑制剂 Cl-脒治疗会损害乳腺肿瘤异种移植物的生长。PADI 表达在暴露于缺氧或 HIF 诱导剂二甲基草酰甘氨酸的人神经胶质瘤细胞中被诱导。在食管癌细胞系中强制 PADI4 过表达刺激了肿瘤异种移植物的生长并增加了 CA9 的表达。该研究证明 PADI4 表达在乳腺癌和肝细胞癌细胞中以 HIF 依赖性方式诱导。PADI4 反过来被 HIF 募集到缺氧反应元件 (HRE),并且是 HIF 靶基因转录所必需的。

缺氧诱导 HRE 处的组蛋白瓜氨酸化,这是 PADI4 和 HIF 依赖的。RNA测序显示,乳腺癌细胞中几乎所有的HIF靶基因都依赖于PADI4。PADI4 是小鼠乳腺和肝脏肿瘤生长和血管生成所必需的。PADI4 表达与人乳腺癌活组织检查中的 HIF-1α 表达和血管化相关。因此,对缺氧的转录反应需要 HIF 依赖的 PADI4 募集到靶基因和局部组蛋白瓜氨酸化。

原文链接:

http://advances.sciencemag.org/content/7/35/eabe3771




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资料整理:西湖生物医药综合办公室

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