S100A8诱导PD-L1表达参与肿瘤免疫逃逸的机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81874170
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1806.肿瘤免疫
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Cancer immunotherapy has become highly successful against an array of distinct hematological.and solid metastatic malignancies. Immune checkpoint inhibitors (ICIs) targeting the PD-1, PD-L1, and CTLA-4 induce sustained clinical responses in a sizable minority of cancer patients. To identify proper biomarkers that correlate with response to ICIs therapy, and the underlying mechanisms of the therapy has becoming an urgent task. .PD-L1 and PD-L2 engage PD-1 on T cells and induce PD-1 signaling, which then causes multiple effects in T cells including exhaustion, alterations in glycolytic and mitochondrial metabolism, and reduced cell cycle activity. Tumor cells (or macrophages, dendritic cells) expressing PD-L1 on their surface use the PD-1 pathway to evade an effective antitumor immune response. The regulation factors of PD-L1 expression has been under intensive investigation, which includes extrinsic factors such as inflammatory cytokines, and intrinsic factors, such as genetic mutation of oncogene (e.g. c-Myc, K-RAS, JAK, etc) and epigenetic mechanisms. .We previously dynamically and globally dissect the alteration of key pathways and molecules in the development from colitis to colorectal cancer in the AOM-DSS murine model. Evidence from our gene expression profiling reveals that pro-inflammatory cytokines S100A8/A9 were strikingly upregulated throughout the entire process of AOM-DSS induced inflammation-cancer link. .We reported that S100A8 was induced by inflammation and then promoted colorectal tumorigenesis downstream by activating Id3. S100A8 and S100A9 acted as chemoattractant proteins by recruiting macrophages, promoting the proliferation and invasion of colon cancer cell, as well as spurring the cycle that culminates in the acceleration of cancer metastasis in a nude mouse model. S100A8 regulated colon cancer cell cycle and proliferation by inducing Id3 expression while inhibiting p21. .Administration of a neutralizing anti-S100a9 antibody significantly ameliorated AOM-DSS -induced colitis-related carcinogenesis. Gene expression profiling showed that key pathways known to be involved in colitis-related carcinogenesis process, such as Wnt signaling pathway, PI3K–Akt signaling pathway, cytokine–cytokine receptor interaction, and ECM–receptor interaction pathway, were suppressed after treatment with anti-S100a9 antibody in the AOM-DSS mouse model. .We recently discovered that S100A8 and S100A9 proteins can promote the expression of PD-L1 of murine macrophage cells. The underlying mechanism is related to TLR4-NF-kB pathway, as well as other possibilities. The upregulation of PD-L1 in macrophages can inhibit T cell proliferation, CD8+T cell killing function and inhibit T cell IL4, IL17a, IFN-g secretion. Treatment cells with anti-PD-L1 neutralizing antibody to block PD1-PD-L1 pathways can reverse the inhibition of T cell functions. We also found that S100A8 treated macrophages promoted tumor immune evasion in vivo. .Based on these findings, we suggest a hypothesis in this proposal that the inflammatory mediator S100A8 is an important extrinsic inducer of PD-L1 for macrophages. S100A8 could be a useful biomarker for predicting the outcome of anti-PD-L1 therapy in clinic. Targeting of S100A8 will be a promising strategy to assist immune checkpoint inhibitors. .In this study, we will dissect the molecular mechanisms underlying how S100A8 regulating PD-L1 expression in macrophages. By inducing PD-L1, how S100A8 inhibits anti-tumor responses initiated by macrophages (as antigen-present cells) and T cells (as effect cells) both in vitro and in vivo. We will promote our study in clinic specimens to evaluate the utility for S100A8 levels as biomarker for predicting the outcome of anti-PD-L1 therapy in cancer patients. PDX (Patient-derived xenograft) model will be employed to assess whether targeting S100A8 is helpful for immune checkpoint blockade.
肿瘤检查点抑制剂(anti-PD-1、PD-L1、CTLA4等)成为肿瘤治疗的新希望,寻找能预测其疗效的标志物,及其作用的分子机制成为当务之急。调控PD-L1表达的机制包括细胞外的因素,如炎症因子;和细胞内源性因素,如遗传变异和表观遗传变异。我们前期发现炎症介质钙卫蛋白S100A8、A9在小鼠溃疡性结肠炎-癌变转化全过程中持续高表达,招募巨噬细胞,促进结肠癌细胞增殖和侵袭转移。自制的anti-S100A9的中和抗体能有效治疗该小鼠疾病模型。我们新近发现,S100A8、A9蛋白能够显著升高巨噬细胞的PD-L1表达水平,抑制T细胞增殖与功能,促进肿瘤的免疫逃逸。本项目中,我们将全面分析S100A8诱导巨噬细胞表达PD-L1,及其促进肿瘤免疫逃逸的机制,并利用临床标本和PDX模型探讨它作为预测标志物和治疗靶点的可能性。

结项摘要

我们发现炎症介质S100A8/A9蛋白能够显著升高巨噬细胞PD-L1的表达水平。S100A8对于巨噬细胞PD-L1的诱导,是通过TLR4通路,而非RAGE通路。在其涉及的信号通路中,TLR4、NF-κB、STAT3、ERK、PI3K的抑制剂可以逆转这一现象。在更深层次的机制研究中,我们发现S100A8蛋白能够改变PD-L1启动子区域的组蛋白乙酰化和甲基化修饰丰度,最终导致PD-L1转录大量增加。在功能上,S100A8蛋白促进巨噬细胞表达PD-L1后,可抑制T细胞增殖与CD8+ T细胞的杀伤功能,使用anti-PD-L1抗体可逆转S100A8对T细胞功能的抑制。NOD/SCID小鼠皮下成瘤和巨噬细胞与肿瘤相关的T细胞过继转移实验证实,经S100A8处理后的巨噬细胞,其抑制皮下移植瘤生长的作用被逆转。这个发现揭示了炎症介质S100A8/A9与免疫检查点分子PD-L1的关系,可通过干预肿瘤微环境中的S100A8/A9,增强T细胞肿瘤免疫。. 此外,我们积极寻找靶向S100A8/A9的方法。在先前的研究中我们合成了anti-S100A9抗体,并在小鼠结直肠炎-癌模型中验证出其具有良好的S100A9靶向效果。在本项研究中,我们开发了S100A9特异性靶向的仿生纳米给药系统。通过包裹过表达TLR4的巨噬细胞的膜并利用其炎症归巢效应来特异性地增加纳米颗粒在小鼠肠道炎症部位的聚集。这种新型给药系统显著减轻了小鼠结肠炎的症状,并降低了炎症信号通路关键转录因子和炎症因子的表达。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Macrophage-Biomimetic Nanoparticles Ameliorate Ulcerative Colitis through Reducing Inflammatory Factors Expression.
巨噬细胞仿生纳米颗粒通过减少炎症因子表达改善溃疡性结肠炎
  • DOI:
    10.1159/000519363
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    JOURNAL OF INNATE IMMUNITY
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Li, Zhengshuo;Zhang, Xiaoyue;Liu, Can;Peng, Qiu;Wu, Yangge;Wen, Yuqing;Zheng, Run;Yan, Qun;Ma, Jian
  • 通讯作者:
    Ma, Jian
Phase separation drives the formation of biomolecular condensates in the immune system.
相分离驱动免疫系统中生物分子凝聚物的形成
  • DOI:
    10.3389/fimmu.2022.986589
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    FRONTIERS IN IMMUNOLOGY
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Wen, Yuqing;Ma, Jian
  • 通讯作者:
    Ma, Jian
Epstein-Barr virus EBNA2 phase separation regulates cancer-associated alternative RNA splicing patterns.
Epstein-Barr 病毒 EBNA2 相分离调节癌症相关的替代 RNA 剪接模式
  • DOI:
    10.1002/ctm2.504
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Clinical and translational medicine
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Peng Q;Wang L;Wang J;Liu C;Zheng X;Zhang X;Wei L;Li Z;Wu Y;Wen Y;Cao P;Liao Q;Yan Q;Ma J
  • 通讯作者:
    Ma J
Delivery and Biosafety of Oncolytic Virotherapy
溶瘤病毒疗法的递送和生物安全性
  • DOI:
    10.3389/fonc.2020.00475
  • 发表时间:
    2020-04-16
  • 期刊:
    FRONTIERS IN ONCOLOGY
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Li, Lizhi;Liu, Shixin;Ma, Jian
  • 通讯作者:
    Ma, Jian
Targeting YAP1/LINC00152/FSCN1 Signaling Axis Prevents the Progression of Colorectal Cancer
靶向 YAP1/LINC00152/FSCN1 信号轴可预防结直肠癌的进展
  • DOI:
    10.1002/advs.201901380
  • 发表时间:
    2019-12-05
  • 期刊:
    ADVANCED SCIENCE
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Ou, Chunlin;Sun, Zhenqiang;Ma, Jian
  • 通讯作者:
    Ma, Jian

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离焦量对激光超声测厚的影响
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    --
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  • 通讯作者:
    杨瑞珍

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YAP1调控lncRNA的m6A修饰而促进结肠癌侵袭转移的机制
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  • 财政年份:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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