Role of ATRX, a chromatin remodeler, in immunotherapy response

ATRX(染色质重塑剂)在免疫治疗反应中的作用

基本信息

项目摘要

Background: Cancer immunotherapy is a major breakthrough for many patients with advanced cancer. However, benefits are still limited to a subset of patients, and we need to better understand the mechanisms of response and resistance to improve therapeutic efficacy. We have identified loss of function (LoF) mutations in JAK1 or JAK2 (immediate downstream signaling molecule of interferon receptor) that are associated with resistance to PD-1 blockade. We also found these mutations in human melanoma cell lines by screening PD- L1 expression with IFN-g treatment (48 cell lines). Tumors harbor LoF in JAK1/2, completely lost PD-L1 expression. Interestingly, one of them harbors no mutation with an active signaling pathway, yet lost PD-L1 expression. We explored why some human cancer cells lost adaptive PD-L1 expression even with intact interferon signaling and hypothesized that the epigenetic perturbation is mediating this phenotype. With this approach, we observed reduced PD-L1 expression with ATRX siRNA which was further tested with in vivo mouse models. In vivo mouse experiments with ATRX KO MC38 cells, anti-PD-1 antibody therapy produced either accelerated tumor growth or no effect. The current study is designed to understand the mechanism of resistance mediated by loss of ATRX in cancer immunotherapy. Objective/hypothesis: ATRX, a SWI/SNF-like chromatin remodeler is modulating the accessibility of interferon responsive genes that are associated with immunotherapy response. Specific aims: I have two aims for this study. The first aim is to interrogate the mechanisms of immune evasion with loss of ATRX using various tools to probe epigenetic state. The second aim is to establish in vivo tumor growth with ATRX KO using various murine cancer models. Study design: Aim 1. Subaim1) Generate ATRX KO B16 cells followed by Assess epigenetics state with IFN-g stimulation (both MC38 and B16 ATRX KO clones) using ChIP/ATAC-seq. Subaim 2) Correlate genomic studies (ChIP/ATAC) with Chromatin-Associated RNA-sequence (ChAR). Subaim 3) Assess the impact of epigenetic modifiers in IFN-g response in ATRX KO clones (using various epigenetic modifiers, such as HDAC inhibitor, demethylating agents and EZH2 inhibitor). Subaim 4) Coculture assay with murine T cells with ATRX wild-type parent cells and KO clones. Aim 2. Subaim 1) In vivo experiments with MC38 and B16 models with ATRX KO. Subaim2) Kras mutant murine lung cancer cell line models with ATRX KO. Subaim 3) ATRX KO in lung cancer and melanoma genetically engineered mouse models using sleeping beauty transposase vector system. Relevant to Military health: Improving treatment of many types of advanced cancers is critically important to the health of Veterans. Many Veterans suffer from significant morbidity when they are diagnosed with cancer that limits their therapeutic options. Immunotherapy is generally well tolerated and has a significant potential for durable response, however, the benefit is limited to a subset of patients (and Veterans). Therefore, it is imperative to improve therapeutic efficacy of immunotherapy by understanding the mechanisms of response and resistance. The proposed research is designed to understand the mechanisms of how cancer cells evade the immune system by modulating the chromatin state, focusing on the role of ATRX.
背景:癌症免疫疗法对于许多晚期癌症患者来说是一项重大突破。 然而,获益仍然仅限于一小部分患者,我们需要更好地了解其机制 反应和抵抗,以提高治疗效果。我们已经发现了功能丧失(LoF)突变 JAK1 或 JAK2(干扰素受体的直接下游信号分子)与 对 PD-1 阻断具有抵抗力。我们还通过筛选 PD-在人类黑色素瘤细胞系中发现了这些突变 IFN-g 处理后的 L1 表达(48 个细胞系)。肿瘤在 JAK1/2 中含有 LoF,PD-L1 完全丢失 表达。有趣的是,其中一个不存在具有活跃信号通路的突变,但丢失了 PD-L1 表达。我们探讨了为什么一些人类癌细胞即使在完整的 PD-L1 表达的情况下也失去了适应性 PD-L1 表达。 干扰素信号传导并假设表观遗传扰动正在介导这种表型。有了这个 方法中,我们观察到 ATRX siRNA 降低了 PD-L1 表达,并进一步进行了体内测试 鼠标模型。 ATRX KO MC38细胞体内小鼠实验,产生抗PD-1抗体疗法 要么加速肿瘤生长,要么没有效果。目前的研究旨在了解其机制 癌症免疫治疗中 ATRX 缺失介导的耐药性。 目标/假设:ATRX,一种类似 SWI/SNF 的染色质重塑剂正在调节 与免疫治疗反应相关的干扰素反应基因。 具体目标:我这项研究有两个目标。第一个目标是探究免疫机制 使用各种工具探测表观遗传状态,通过丢失 ATRX 来逃避。第二个目标是建立体内 使用各种小鼠癌症模型通过 ATRX KO 进行肿瘤生长。 研究设计:目标 1. Subaim1) 生成 ATRX KO B16 细胞,然后使用 IFN-g 评估表观遗传学状态 使用 ChIP/ATAC-seq 进行刺激(MC38 和 B16 ATRX KO 克隆)。 Subaim 2) 关联基因组 染色质相关 RNA 序列 (ChAR) 的研究 (ChIP/ATAC)。 Subaim 3) 评估影响 ATRX KO 克隆中 IFN-g 反应的表观遗传修饰剂(使用各种表观遗传修饰剂,例如 HDAC 抑制剂、去甲基化剂和 EZH2 抑制剂)。 Subaim 4) 使用 ATRX 与小鼠 T 细胞共培养测定 野生型亲代细胞和 KO 克隆。 目标 2. Subaim 1) 使用 ATRX KO 进行 MC38 和 B16 模型的体内实验。 Subaim2) Kras 突变体 ATRX KO 小鼠肺癌细胞系模型。 Subaim 3) ATRX KO 在肺癌和黑色素瘤中的应用 使用睡美人转座酶载体系统的基因工程小鼠模型。 与军事健康相关:改善多种晚期癌症的治疗对于军事健康至关重要 退伍军人的健康。许多退伍军人在被诊断患有癌症时患有严重的疾病 这限制了他们的治疗选择。免疫疗法通常具有良好的耐受性,并且具有巨大的潜力 然而,持久的反应,其益处仅限于一小部分患者(和退伍军人)。因此,它是 通过了解反应机制来提高免疫疗法的疗效势在必行 和阻力。拟议的研究旨在了解癌细胞如何逃避的机制 免疫系统通过调节染色质状态,重点关注ATRX的作用。

项目成果

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Enhanced CTLA-4 blockade anti-tumor immunity with APG-157 combination in a murine head and neck cancer.
在小鼠头颈癌中联合 APG-157 增强 CTLA-4 阻断抗肿瘤免疫力。
  • DOI:
    10.1002/cam4.7212
  • 发表时间:
    2024-04-30
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Daniel Sanghoon Shin;S. Basak;M. Veena;B. Comin;Arjun Bhattacharya;Tien S Dong;Albert Y Ko;Philip Han;Jonathan Jacobs;Neda A Moatamed;Luis Avila;Matteo Pellegrini;Marilene B Wang;E. Srivatsan
  • 通讯作者:
    E. Srivatsan
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