靶向TBK1——克服癌癥免疫療法耐藥性
免疫療法已經(jīng)在黑色素瘤和一些癌癥的治療中得到很好的應(yīng)用,然而克服治療期間的耐藥性仍然是一個挑戰(zhàn)。2023年1月,Nature雜志上發(fā)表了一篇題為“Targeting TBK1 to overcome resistance to cancer immunotherapy”的文章,在這項(xiàng)研究中,研究者發(fā)現(xiàn)TANK結(jié)合激酶1(TBK1)作為一種免疫逃避基因,靶向TBK1可以降低效應(yīng)細(xì)胞因子(腫瘤壞死因子α/干擾素γ,TNFα /IFNγ)的細(xì)胞毒性閾值從而增強(qiáng)對程序性死亡受體1(PD-1)阻斷的反應(yīng),揭示了TBK1是一種有效的克服癌癥免疫治療耐藥性的新靶點(diǎn)。
研究者通過CRISPR-Cas9敲除獲得Tbk1缺失的小鼠黑色素瘤細(xì)胞(B16細(xì)胞),Tbk1缺失B16細(xì)胞和對照sgRNA B16細(xì)胞在植入免疫缺陷小鼠后以相同的速度生長。在攜帶對照和Tbk1缺失B16腫瘤的免疫活性野生型(WT)小鼠中,腫瘤的生長和存活率相當(dāng),經(jīng)抗PD-1處理后,與攜帶sgRNA B16腫瘤的小鼠相比,攜帶Tbk1缺失B16腫瘤小鼠的腫瘤縮小和存活率增加。接著研究人員用藥物處理攜帶B16 -ova(B16腫瘤表達(dá)模型抗原卵清蛋白)的腫瘤小鼠,發(fā)現(xiàn)與單藥處理小鼠或?qū)φ招∈笙啾?,?/span>PD-1+TBK1i(TBK1抑制劑)處理的小鼠,腫瘤大小得到控制。使用B16-ova小鼠器官型腫瘤球狀體(MDOTS)進(jìn)行體外分析,結(jié)果顯示抗PD-1+TBK1i處理導(dǎo)致細(xì)胞活性減少。D4M.3A(具有抗PD-1耐藥性)腫瘤的MDOTS分析顯示,TBK1i在黑色素瘤小鼠中能克服原發(fā)性(內(nèi)在)耐藥性,同時在B16-ova MDOTS中觀察到類似的結(jié)果,該MDOTS來自于體內(nèi)對PD-1阻斷產(chǎn)生獲得性(繼發(fā)性)抗性的小鼠。這些發(fā)現(xiàn)表明TBK1i +抗PD-1在對PD-1阻斷具有原發(fā)性(內(nèi)在性)和繼發(fā)性(獲得性)耐藥性的小鼠腫瘤模型中具有活性。(見圖1)
研究者對從黑色素瘤和其他癌癥患者中分離的器官型腫瘤球狀體(PDOTS)進(jìn)行體外培養(yǎng)。對皮膚黑色素瘤(n=15)、非皮膚黑色素瘤(n=2)和其他癌癥類型(n=13)患者的PDOTS(n=30)的分析顯示,與單藥PD-1阻斷(16.6%)相比,TBK1i(30%)和TBK1i+PD-1阻斷(40%)導(dǎo)致腫瘤生長減少。具有免疫治療耐藥性的轉(zhuǎn)移性皮膚黑色素瘤患者的PDOTS對TBK1i +抗PD-1聯(lián)合處理敏感,而對體外抗PD-1+/-抗CTLA-4聯(lián)合處理無反應(yīng)。在結(jié)直腸癌(CRC)和其他類型的癌癥中也觀察到PDOTS對TBK1i + PD-1阻斷敏感。(見圖2)
為了檢測TBK1抑制對腫瘤免疫微環(huán)境的影響,研究者對使用抗PD-1、TBK1i或抗PD-1+TBK1i處理的小鼠提取CD45+細(xì)胞進(jìn)行了scRNA-seq檢測,發(fā)現(xiàn)抗PD-1處理增加了T細(xì)胞和NK細(xì)胞的數(shù)量,TBKi +/-抗PD-1處理組髓系細(xì)胞顯著擴(kuò)增。腫瘤浸潤性髓系細(xì)胞的亞聚集顯示,M1巨噬細(xì)胞的豐度顯著增加,而某些免疫抑制髓系細(xì)胞群的豐度減少,包括髓系來源的抑制細(xì)胞(MDSCs)。研究人員還發(fā)現(xiàn)在TBK1i+/-抗PD-1處理的小鼠骨髓細(xì)胞簇中TNFα(Tnf)和IL-1α(Il1a)大量表達(dá)。TBK1i預(yù)處理增強(qiáng)了骨髓源性巨噬細(xì)胞(BMDMs)中Tnf和Il1a的表達(dá),證實(shí)了TBK1抑制對骨髓細(xì)胞炎癥反應(yīng)的直接影響。(見圖3)
研究者對203例轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者進(jìn)行免疫檢查點(diǎn)封鎖(ICB)治療,兩組中TNFα和IFNγ水平均升高。接著對接受ICB治療的黑色素瘤患者的單細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,發(fā)現(xiàn)NR(無響應(yīng))組中TNFα和IFNγ的表達(dá)高于R(響應(yīng))組。IFNγ在衰竭的CD8 T細(xì)胞中表達(dá)最高,而TNFα主要在巨噬細(xì)胞/單核細(xì)胞中富集表達(dá)。與單獨(dú)使用TNFα或IFNγ相比,TBK1缺失的B16細(xì)胞對TNFα/IFNγ聯(lián)合處理表現(xiàn)出明顯的敏感性。用不同濃度的TNFα和IFNγ處理B16細(xì)胞,歸一化生長速率抑制(GR)分析顯示,TNFα和IFNγ處理對B16細(xì)胞有明顯生長抑制,且在TBK1缺失的B16細(xì)胞中觀察到明顯的細(xì)胞毒性反應(yīng)。研究人員發(fā)現(xiàn)隨著TBK1i濃度升高,TNFα/IFNγ處理的B16細(xì)胞活力越低。在TNFα和IFNγ處理組,TBK1i也阻止了B16集落的形成。對抗PD-1耐藥性皮膚黑色素瘤和眼部黑色素瘤患者的PDOTS進(jìn)行評估,結(jié)果表明對ICB反應(yīng)較差的腫瘤通過聯(lián)合給予TBK1i可使其對外源性TNFα/IFNγ敏感。(見圖4)
用TNFα/IFNγ處理Tbk1缺失的B16細(xì)胞,研究者觀察到p-RIPK1水平升高。在TNFα/IFNγ刺激后,Nec1(RIPK1抑制劑)和zDEVD-fmk(caspase 3抑制劑)可以阻止Tbk1缺失的B16細(xì)胞中細(xì)胞活力的喪失。用TNFα/IFNγ體外刺激對照sgRNA和Tbk1 sgRNA B16細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)在對照細(xì)胞和Tbk1缺失細(xì)胞中參與IFNγ感應(yīng)的基因(Ifngr1、Ifgnr2、Jak1、Jak2和Stat1)的sgRNA大量富集。研究者用魯索利替尼(JAK1/2抑制劑)對Tbk1缺失的B16細(xì)胞和TBK1i處理的親代B16細(xì)胞進(jìn)行預(yù)處理,避免了TNFα/IFNγ介導(dǎo)的細(xì)胞死亡。魯索利替尼阻斷了細(xì)胞的STAT1磷酸化,消除了Tbk1缺失的B16細(xì)胞中RIPK1磷酸化、caspase 8裂解和caspase 3裂解。通過GR分析證實(shí),魯索利替尼將細(xì)胞毒反應(yīng)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞靜息反應(yīng),恢復(fù)了Tbk1缺失的B16細(xì)胞的活力。這些數(shù)據(jù)表明,Tbk1缺失的B16細(xì)胞對TNFα/IFNγ敏感性的增強(qiáng)需要IFN傳感,并提供了IFNγ誘導(dǎo)的JAK-STAT信號通路和TNFα介導(dǎo)的RIPK1激活之間的新聯(lián)系。(見圖5)
總的來說,這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)了TBK1作為一種免疫逃避基因的作用,靶向TBK1可以降低效應(yīng)細(xì)胞因子(TNFα/IFNγ)的細(xì)胞毒性閾值從而增強(qiáng)對PD-1阻斷的反應(yīng),揭示了TBK1是一種有效的克服癌癥免疫治療耐藥性的新靶點(diǎn)。
云克隆開發(fā)了上述研究中涉及的相關(guān)指標(biāo)的蛋白、抗體、ELISA試劑盒等產(chǎn)品以助力腫瘤治療相關(guān)研究,部分指標(biāo)節(jié)選如下,供參考。
更多信息,歡迎訪問http://www.cloud-clone.com/。