高分Nature子刊发表！高质量测序服务助力肿瘤免疫逃逸机制新发现

NatureCommunications：综合性权威期刊专注于发表生命科学、医疗健康、物理化学等领域的高质量研究，对各个领域的研究进展具有重要意义。

作为一个分享科研成果的优质平台，2022年至今共刊登了5133篇稿件，最新期刊影响因子为17.694。

以下为大家分享一篇发表在期刊上的高分文章。

上海科技大学生命科学与技术学院仓勇团队与合作者曾在NatureCommunications在线发表题为“Tumorevolution selectively inactivates the core microRNA machineryforimmune evasion”研究论文。

癌细胞在肿瘤进化过程中获得遗传异质性以逃避免疫监视，但缺乏区分驱动突变（drivermutation）和乘客突变（passengermutation）的系统方法。研究中，序祯达生物为该研究提供测序服务，结合前期体内、外免疫选择和CRISPR筛选验证等实验进行测序及数据分析，帮助确定了对T细胞介导的细胞毒性抵抗力的癌症细胞的调节基因（如ANKRD52）及作用机制。

序祯达生物以测序技术为核心，能够为客户提供基因组学、转录组学、微生物组学等组学研究的一站式配套测序及分析服务，中心实验室配备了近百台高端仪器设备和自动化工作站，可对单一样本同时进行多类型、跨学科领域的检测分析，为肿瘤免疫逃逸等方面的研究提供新的思路和方法。

原文题目：Tumorevolution selectively inactivates the core microRNA machinery forimmune evasion

发表时间：2021.12

发表期刊：NatureCommunications

影响因子：17.694

发表单位：上海科技大学生命科学与技术学院仓勇团队

关键词：Cancer,CRISPR, miRNA, immunotherapy,tumorclonal dynamics, immune evasion

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27331-3

研究背景

癌症免疫治疗（cancerimmunotherapy），包括PD-1抗体等免疫治疗检查点抑制剂（immunecheckpointblockade），目前主要通过释放T细胞对肿瘤细胞的杀伤性，从而提高癌症患者的生存前景。然而，大部分患者并不能对该疗法很好的响应并维持持久的疗效，主要是因为肿瘤在进化过程中累积了大量的基因突变，获得了遗传异质性（geneticheterogeneity），从而在免疫治疗过程中产生原发性和获得性耐药性。但是这些基因突变中存在大量的乘客突变（passengermutation），这些乘客突变对肿瘤生存和恶化没有影响。

传统研究主要通过对不同疗效的病人样本分类进行深度基因测序，而这常常受限于病人样本的数量，难以动态监控基因突变的变化，并且只能得到这些突变与癌症发生的相关性，而不能建立因果关系。因此，如何从肿瘤遗传异质性中区分出真正导致肿瘤免疫逃逸的驱动突变（drivermutation），寻找到解决免疫治疗的耐药性的新策略仍然是一大难题。

解决的技术壁垒

仓勇团队的研究在三个发面取得突破。一、从新颖的肿瘤进化过程入手，提供了全新的肿瘤免疫逃逸机制，和探索机制的新策略。二、为癌症免疫治疗的患者分群提供了新的理论依据，提示肿瘤内携带ANKRD52、AGO2等miRNA机器核心组分的基因突变的患者可能不会很好的响应PD-1、PD-L1抗体治疗。三、为解决肿瘤免疫治疗耐药性提供了新的研究方向。

研究方法及结果

通过增加宿主免疫力而引发的肿瘤异质性分析

研究方法：

研究者将MC38小鼠结直肠癌（CRC）细胞系植入C57BL/6小鼠（野生型，WT），并用抗小鼠程序性死亡蛋白1（PD-1）或程序性细胞死亡配体蛋白1（PD-L1）的单克隆抗体处理。后对移植肿瘤进行解剖，并将其分为免疫缺陷组（n= 10）、免疫正常组（n= 13）和免疫治疗组（n= 8），进行深度RNA测序（40Mb reads）及后续分析。

研究结果：

与免疫缺陷组相比，免疫正常组适应性免疫关键免疫调节因子和通路的表达特征明显增强，免疫治疗组进一步增强，提示免疫压力的升高。转录组测序分析发现了来自53个基因的59个体细胞（非同义）突变。在受这些突变影响的53个基因中，23个基因在免疫治疗肿瘤中未表现出任何改变，这表明在抑制PD-1/PD-L1检查点后，这些基因突变的细胞可能被T细胞清除。剩下的30个在免疫正常组和免疫治疗组的肿瘤中发现，这表明它们可能促进肿瘤从独立于PD-1检查点的T细胞免疫中逃逸。

靶向体内CRISPR筛选、确认导致免疫逃避的突变

研究方法：

为了验证驱动T细胞逃避肿瘤的突变，研究者建了一个由靶向上述53个候选基因（每个基因10个sgRNAs）和阳性对照基因（Pdcd1、Cd274、Jak1、Jak2和B2m）的sgRNA组成，命名为小鼠癌症进化突变文库（mMCE）。该文库被导入MC38细胞（>1000倍覆盖率）并移植入T细胞耗竭小鼠或（接受/未接受）PD-1/PD-L1抗体治疗的WT小鼠，并进行后续如sgRNAs筛选试验、扩增子测序试验，以及靶标筛选后体内竞争试验、CRISPR筛选实验及数据分析等。

研究结果：

正如预期，T细胞的缺失会加速肿瘤的生长，而阻断PD-1检查点抑制了肿瘤的生长。MAGeCK和EdgeR分析显示，与T细胞缺失的小鼠相比，几乎所有PD-L1sgRNAs在WT小鼠的肿瘤中都是缺失的，但在免疫治疗的肿瘤中，与WT肿瘤相比，PD-L1sgRNAs都是大量存在的，这与肿瘤细胞中PD-L1的抑制作用会诱导表达PD-1的T细胞衰竭是一致的。

此外，研究者发现，与T细胞缺失的肿瘤相比，在WT和免疫治疗的肿瘤中，靶向miRNA——ANKRD52的sgRNAs中有6-8个显著表达，这表明ANKRD52失活为肿瘤细胞提供了对抗PD-1独立T细胞介导免疫的选择性优势。

体内竞争试验结果发现，与裸鼠相比，每个ANKRD52细胞在WT肿瘤中生长优势显著优于对照细胞。CRISPR筛选试验发现经过编辑的MC38细胞细胞在长期培养中或在T细胞缺失小鼠中生长时表现出生长劣势，然而，ANKRD52缺失的肿瘤植入WT小鼠后，其生长劣势被消除，这表明ANKRD52缺失使肿瘤细胞在体内逃避T细胞免疫，从而抵消了其内在的生长缺陷，也就是说，ANKRD52在调节癌症对T细胞介导清除的敏感性方面具有直接作用。

miRNA对癌症免疫的调控机制

研究方法：

对789个全基因组CRISPR筛选数据进行分析以揭示ANKRD52与任何核心miRNA生物发生和靶向机制之间强烈的正相关性。

研究结果：

研究提示，肿瘤内携带ANKRD52、AGO2等miRNA机器核心组分的基因突变的患者，可能不会很好地响应PD-1、PD-L1抗体治疗，为解决肿瘤免疫治疗耐药性提供了新的研究方向。

miRNA机器调控肿瘤免疫模型（如下图）：ANKRD52通过调控AGO2的去磷酸化，诱导miRNA结合SOCS1，进而促进肿瘤细胞分泌CXCL9和CXCL10趋化因子招募T细胞，并影响肿瘤细胞的抗原呈递和对T细胞分泌的IFNγ细胞因子的响应能力，从而调控T细胞对肿瘤细胞的识别和杀伤。

小结

仓勇课题组博士后宋天瑜为本文的第一作者，浙江大学博士研究生龙敏和药明康德肿瘤免疫部赵海鑫为共同第一作者。仓勇教授为本文的通讯作者。该研究主要受到国家自然科学基金、上海市科学技术委员会、中国博士后科学基金和上海市超级博士后人才激励计划的支持。