全基因组CRISPR筛选发现了一种新型剪接体调节因子,可作为潜在的免疫治疗靶点

时间:2025年11月30日
来源:iMeta

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抑制癌症免疫逃逸的关键机制在于靶向C9ORF50,该基因编码的蛋白质通过液态-液态相分离调控剪接体组装,导致内含子保留并产生免疫原性双链RNA,激活干扰素信号通路并招募T细胞浸润,从而抑制肿瘤生长。临床数据显示C9ORF50高表达与多种癌症患者预后不良相关。

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该研究通过系统性筛选和分子机制解析,首次揭示了C9ORF50作为肿瘤免疫逃逸的关键调控因子。研究团队采用体内全基因组CRISPR筛选技术,在MC38结直肠癌模型中发现15个新免疫逃逸驱动基因,其中C9ORF50因显著抑制肿瘤生长而成为核心靶点。该基因编码的蛋白质具有独特的液-液相分离(LLPS)特性,通过形成核内动态复合体调控剪接体功能,这一发现突破了传统剪接调控研究局限于已知结构蛋白的认知边界。

在分子机制层面,研究证实C9ORF50的缺失导致剪接体组件(如U2SURP、SRSF12)表达下调和复合体解体,引发广泛剪接错误。特别值得注意的是,该蛋白通过维持剪接体动态组装状态,确保RNA剪接的精确性。当C9ORF50功能缺失时,大量未加工的 intron富集RNA形成稳定双链RNA(dsRNA),激活干扰素信号通路(TBK1/IRF3轴),显著上调CXCL9、CXCL10、CXCL11等 chemokines表达,从而招募CD8+和CD4+ T细胞至肿瘤微环境(TME)。

临床转化方面,研究团队在TCGA泛癌数据中发现C9ORF50高表达与多种恶性肿瘤(结直肠癌、肺癌、乳腺癌等)患者不良预后显著相关。通过开发胆固醇修饰的RNA干扰制剂(M-siC9ORF50),在动物模型中实现了肿瘤体积的剂量依赖性抑制,且联合PD-1抑制剂可产生协同疗效。值得注意的是,该蛋白在正常组织中几乎无表达,仅在肿瘤细胞和免疫细胞中特异性高表达,这为靶向治疗提供了理想的药靶选择。

研究创新性体现在:
1. 首次揭示IDP(无序蛋白)通过LLPS调控剪接体的分子机制
2. 发现剪接体异常导致胞内dsRNA积累是免疫激活的关键途径
3. 开发新型RNAi递送系统(胆固醇修饰siRNA)实现高效肿瘤靶向
4. 建立多组学整合分析平台(转录组、蛋白质组、表观组)

技术突破包括:
- 开发CRISPR筛选系统:采用mBrie库实现500×敲除覆盖率,结合RIGER和MAGeCK双重筛选算法,确保发现可靠性
- 构建多组学验证体系:整合ATAC-seq(染色质可及性)、RNA-seq(转录本分析)、CoIP-MS(蛋白质互作组学)、流式细胞术(免疫细胞亚群分析)等多维度数据
- 建立转化医学评价模型:通过临床样本队列(n=121)和动物模型(n=3-5)验证疗效一致性

未来发展方向建议:
1. 探索LLPS介导的剪接体组装机制:通过荧光共振能量转移(FRET)技术解析复合体动态变化
2. 开发双功能RNAi分子:结合免疫原性链设计,实现抗肿瘤免疫激活双重效应
3. 建立临床转化评估体系:重点检测治疗相关不良反应(如骨髓抑制、免疫相关肺炎)
4. 探索联合治疗策略:结合SPDEF通路抑制剂(如APRIL单抗)增强T细胞功能

该研究为理解肿瘤免疫微环境调控机制提供了新视角,其发现的C9ORF50抑制策略具有广阔转化前景。特别值得关注的是,研究团队开发的胆固醇修饰siRNA递送系统在动物模型中表现出优异的肿瘤特异性(药代动力学半衰期达72小时,肿瘤组织药物浓度是非肿瘤组织的15倍),这为克服实体瘤治疗递送难题提供了新思路。

在临床转化层面,建议优先开展以下工作:
1. 开发组织特异性表达载体:利用HESI(hormone-responsive element)调控系统实现肝脏肿瘤靶向给药
2. 建立疗效预测模型:整合C9ORF50表达水平与PD-L1、TILs密度等生物标志物
3. 优化给药方案:基于药代动力学数据设计脉冲式给药(如每周3次,每次5mg/kg)
4. 安全性评估:重点监测对B细胞(可能影响免疫球蛋白生成)和造血系统的长期影响

该研究证实了RNA剪接异常与肿瘤免疫逃逸的关联性,为开发新型免疫检查点抑制剂提供了理论依据。特别是发现剪接错误产生的dsRNA可直接激活天然免疫,这一机制与传统抗原呈递途径形成互补,提示可能通过双通道机制增强抗肿瘤免疫应答。后续研究应着重探索以下方向:
- 剪接错误类型与免疫原性的相关性(如可变剪接vs.内含子滞留)
- dsRNA积累的物理化学特性(如长度依赖性激活阈值)
- 联合治疗的免疫协同效应(如与CDK4/6抑制剂联用)

总之,本研究不仅阐明了一个新型肿瘤-免疫互作机制,更为实体瘤免疫治疗开辟了新靶点。其开发的RNA干扰递送系统和技术分析方法,对同类研究具有范式意义,有望推动精准肿瘤免疫治疗的发展。

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