SMARCA4突变驱动的干扰素反应和表观遗传调控增强卵巢肿瘤免疫原性

Interferon response and epigenetic modulation by SMARCA4 mutations drive ovarian tumor immunogenicity.

作者信息Melica Nourmoussavi Brodeur, Higinio Dopeso, Yingjie Zhu, Ana Leda F Longhini, Andrea Gazzo, Siyu Sun, Richard P Koche, Rui Qu, Laura Rosenberg, Pierre-Jacques Hamard, Yonina Bykov, Hunter Green, Laxmi Gusain, Katherine B Chiappinelli, Melih Arda Ozsoy, M Herman Chui, Thais Basili, Rui Gardner, Sven Walderich, Elisa DeStanchina, Benjamin Greenbaum, Mithat Gönen, Nicolas Vabret, Britta Weigelt, Dmitriy Zamarin
PMID39630912
期刊Sci Adv
发布时间2024-12-06
DOI10.1126/sciadv.adk4851

实验完整度

包含体外细胞模型(CRISPR敲除、siRNA敲低、药理学抑制)、体内小鼠模型(同系移植瘤、免疫缺陷RAG2-/-小鼠)、ATAC-seq、RNA-seq等多层次验证,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

ID8小鼠卵巢癌细胞系 UPK10小鼠卵巢癌细胞系 OAW28人卵巢癌细胞系 B16-F10小鼠黑色素瘤细胞系 C57BL/6小鼠同系移植瘤模型 RAG2-/-小鼠模型

重点核对

SMARCA4敲除或敲低方法(CRISPR-Cas9或shRNA)及克隆选择 细胞系来源和培养条件(如ID8、UPK10、OAW28、B16-F10) 体内模型:细胞接种数量、途径(腹腔或皮下)、时间点 BRG1抑制剂处理浓度、时间及给药方式 信号通路依赖验证(STING、MAVS、IRF3)

摘要

卵巢癌(OC)免疫原性的细胞内在机制尚不清楚。SWI/SNF染色质重塑复合物的破坏性突变,如SMARCA4(BRG1),与免疫检查点阻断治疗反应的改善相关;然而,其机制尚不清楚。我们发现在OC模型中SMARCA4缺失导致癌细胞内在免疫原性增强,其特征是长末端重复RNA序列上调、干扰素刺激基因表达增加以及抗原呈递机制上调。值得注意的是,这种反应依赖于STING、MAVS和IRF3信号传导,但不依赖于I型干扰素受体。SMARCA4缺失的小鼠卵巢癌和黑色素瘤肿瘤表现出肿瘤微环境中细胞毒性T细胞、NK细胞和髓系细胞浸润和激活的增加。这些结果在BRG1抑制剂处理的SMARCA4正常肿瘤模型中得到重现,表明通过靶向SMARCA4调节染色质重塑可能作为克服癌症免疫逃逸的策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SMARCA4功能缺失如何通过细胞内在机制增强卵巢癌的免疫原性?
核心机制
SMARCA4缺失导致转座元件(特别是LTR)表达增加和dsRNA形成,激活MAVS和STING信号通路,进而通过IRF3上调ISGs和抗原呈递机制,增强肿瘤免疫原性。
主要证据
RNA-seq、qRT-PCR、ATAC-seq、Western blot、免疫荧光和流式细胞术等实验证明了上述机制;体内小鼠模型显示SMARCA4缺失或BRG1抑制后肿瘤生长减缓、免疫细胞浸润增加。
研究意义
研究为SMARCA4突变作为免疫治疗反应预测生物标志物提供依据,并支持靶向BRG1作为增强肿瘤免疫原性的治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

SMARCA4缺失细胞系的建立与验证

获得SMARCA4功能缺失的细胞模型,以研究其对免疫信号的影响。

使用CRISPR-Cas9基因编辑技术在小鼠(ID8、UPK10)和人(OAW28)卵巢癌细胞系中敲除SMARCA4,并通过单细胞克隆筛选;同时使用shRNA在B16-F10细胞中敲低SMARCA4。通过Sanger测序、Western blot和免疫荧光验证敲除效果。

2

转录组和表观遗传分析

鉴定SMARCA4缺失引起的基因表达和染色质可及性变化。

对sgSMARCA4和sgNTC细胞进行RNA-seq和ATAC-seq,分析差异表达基因、通路富集、转座子表达和染色质可及性变化。

3

验证信号通路依赖性

确定SMARCA4缺失诱导的ISG上调所依赖的信号通路。

使用中和抗体阻断IFNAR,通过shRNA敲低IRF3和MAVS,或通过CRISPR敲除STING,检测ISG表达变化;使用ATAC-seq和ChIP-Atlas分析IRF3结合位点。

4

体外功能验证

评估SMARCA4缺失对癌细胞免疫原性的影响。

通过流式细胞术检测MHC1和PD-L1表达,通过免疫荧光检测dsRNA形成,通过qRT-PCR检测ISGs和ERVs表达。

5

体内免疫反应评估

验证SMARCA4缺失或BRG1抑制对肿瘤生长和免疫微环境的影响。

将sgSMARCA4或shSMARCA4肿瘤细胞接种于小鼠(C57BL/6或RAG2-/-),通过流式细胞术分析免疫细胞浸润和激活,通过生物发光成像或卡尺测量肿瘤生长。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI培养基----
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
嘌呤霉素Thermo Fisher Scientific--
G418Thermo Fisher Scientific10131035
pLentiCRISPR v2载体Addgene52961
px459载体----
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific11668027
聚凝胺MilliporeSigmaTR-1003-G
质粒转染培养基Santa Cruz BiotechnologySC-10862
多西环素----
RNeasy小型试剂盒QIAGEN74104
DNeasy血液和组织试剂盒QIAGEN69504
Tn5转座酶Illumina20034198
ThruPLEX DNA测序试剂盒Takara BioR400676
Superscript VILO预混液Thermo Fisher Scientific11755050
TaqMan通用预混液II(含UNG)Thermo Fisher Scientific4440044
PowerUp SYBR GreenThermo Fisher ScientificA25776
StepOnePlus实时PCR系统Applied Biosystems, Thermo Fisher Scientific--
AmpliTaq Gold 360预混液Thermo Fisher Scientific4398886
ExoSAP-IT PCR产物纯化试剂Thermo Fisher Scientific78200
抗MAVS抗体BiossBS-4053R
抗IRF3抗体InvitrogenMA5-32348
抗BRG1抗体Cell Signaling Technology49360
抗α-微管蛋白抗体Cell Signaling Technology2144S
抗纽蛋白抗体Santa Cruz Biotechnologysc-73614
iBright成像系统InvitrogenFL1500
4%甲醛Thermo Fisher Scientific28908
正常山羊血清Vector LaboratoriesS-1000
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔二抗Thermo Fisher ScientificA-11034
含DAPI的ProLong Gold抗淬灭封片剂Thermo Fisher ScientificP36930
全景扫描仪3DHistech--
J2抗dsRNA抗体Jena BioscienceRNT-SCI-10010200
Alexa Fluor 555标记麦胚凝集素染料Thermo Fisher ScientificW32464
Alexa Fluor 488抗小鼠IgG2a抗体BioLegend407121
ProLong Gold抗淬灭封片剂和DAPIThermo Fisher ScientificP36941
Zeiss LSM780共聚焦显微镜Zeiss--
核糖核酸酶IIIThermo Fisher ScientificAM2290
活力染料Thermo Fisher ScientificL34966
Brilliant染色缓冲液BD Biosciences563794
转录因子染色缓冲液套装Thermo Fisher Scientific00-5523-00
Cytek Aurora光谱流式细胞仪Cytek Biosciences--
BD FACSAria II细胞分选仪BD Biosciences--
NxT Attune流式细胞仪Thermo Fisher Scientific--
BRG1/BRM抑制剂MedChemExpressHY-119374
BRG1/BRM蛋白降解靶向嵌合体Prelude TherapeuticsPRTD-0043
重组小鼠IFN-αPBL Assay Science12100-1
人IFN-αPBL Assay Science11100-1
抗人IFNAR2抗体PBL Assay Science21385-1
抗小鼠IFNAR-1抗体BioXCellBE0241
重组IFN-βPeproTech300-02 BC
聚肌胞苷酸InvivoGentlrl-picw
鲑鱼精DNAThermo Fisher Scientific15632011
C57BL/6小鼠The Jackson Laboratory--
B6(Cg)-Tyrc-2J/J小鼠The Jackson Laboratory--
RAG2-/-小鼠----
IVIS Spectrum小动物活体成像系统PerkinElmer--
通用支原体检测试剂盒ATCC30-1012K
DAPI----
Percoll分离液----
ACK裂解缓冲液GibcoA1049201
Liberase酶Sigma-Aldrich5401020001
脱氧核糖核酸酶ISigma-Aldrich10104159001

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞系构建与培养
细胞系来源、培养基成分、筛选药物浓度(嘌呤霉素或遗传霉素)、SMARCA4敲除方法及克隆选择
阅读提示:Materials and Methods: Cell lines, SMARCA4-knockout cell line establishment
基因表达和信号通路分析
RNA-seq和ATAC-seq实验条件、抗体克隆号、IFNAR阻断抗体浓度和处理时间
阅读提示:Materials and Methods: RNA-sequencing analyses, ATAC-seq and epigenome analyses, Protein analyses
体外药物处理
BRG1/BRM抑制剂浓度(1 μM)和处理时间(48小时)
阅读提示:Materials and Methods: Treatments
体内肿瘤模型
小鼠品系、年龄、性别、细胞接种数量和途径(腹腔或皮下)、肿瘤测量时间点
阅读提示:Materials and Methods: In vivo studies
流式细胞术
抗体克隆号、染色时间、裂解和消化条件、仪器设置
阅读提示:Materials and Methods: Flow cytometry