ZNF683标记的CD8+ T细胞群体与里氏综合征抗PD-1治疗后的抗肿瘤免疫相关

ZNF683 marks a CD8+ T cell population associated with anti-tumor immunity following anti-PD-1 therapy for Richter syndrome.

作者信息Erin M Parry, Camilla K Lemvigh, Stephanie Deng, Nathan Dangle, Neil Ruthen, Binyamin A Knisbacher, Julien Broséus, Sébastien Hergalant, Romain Guièze, Shuqiang Li, Wandi Zhang, Connor Johnson, Jaclyn M Long, Shanye Yin, Lillian Werner, Annabelle Anandappa, Noelia Purroy, Satyen Gohil, Giacomo Oliveira, Pavan Bachireddy, Sachet A Shukla, Teddy Huang, Joseph D Khoury, Beenu Thakral, Michael Dickinson, Constantine Tam, Kenneth J Livak, Gad Getz, Donna Neuberg, Pierre Feugier, Peter Kharchenko, William Wierda, Lars Rønn Olsen, Nitin Jain, Catherine J Wu
PMID37738974
发布时间2023-10-09
DOI10.1016/j.ccell.2023.08.013

实验完整度

高

包含患者样本单细胞转录组、TCR分析、体外细胞系过表达、CUT&RUN及外部数据集验证

主要模型

里氏综合征患者骨髓样本 Jurkat细胞系(ZNF683过表达) 实体瘤患者外周血T细胞

重点核对

发现队列:6例RS患者(4例响应,2例非响应)和2例CLL患者的纵向骨髓样本 验证队列:7例独立RS患者治疗前外周血T细胞RNA-seq及3例额外RS患者 Jurkat细胞系中多西环素诱导ZNF683-FLAG过表达,48小时处理后进行RNA-seq和CUT&RUN CUT&RUN使用抗FLAG抗体、H3K4me3和IgG对照,峰分析FDR<0.1 单细胞RNA-seq数据联合聚类使用Conos v1.3.1,差异表达分析使用DESeq2

摘要

与许多其他血液系统恶性肿瘤不同,里氏综合征(RS)是一种起源于惰性慢性淋巴细胞白血病的侵袭性B细胞淋巴瘤,对PD-1阻断有响应。为了发现响应的决定因素,我们分析了从6名RS患者纵向收集的17份骨髓样本生成的单细胞转录组数据。响应与中间耗竭的CD8效应/效应记忆T细胞相关,这些细胞以转录因子ZNF683高表达为标志,被确定从干细胞样记忆细胞演化而来,并与终末耗竭细胞不同。该特征与抗PD-1响应的实体瘤中的肿瘤浸润群体特征重叠。发现ZNF683直接靶向关键T细胞基因(TCF7、LMO2、CD69)并影响T细胞细胞毒性和激活通路。对10名独立RS患者抗PD-1治疗前的 peripheral blood 以及抗PD-1治疗的实体瘤患者的分析支持ZNF683high T细胞与响应的关联。

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
里氏综合征对PD-1阻断响应的免疫决定因素是什么?
核心机制
ZNF683标记一群中间耗竭的CD8+效应/效应记忆T细胞,该群体从干细胞样记忆细胞演化而来,与终末耗竭细胞不同;ZNF683直接结合并调控TCF7、LMO2、CD69等关键T细胞基因,影响T细胞细胞毒性和激活通路。
主要证据
对RS患者骨髓的单细胞RNA-seq和TCR分析显示响应者中ZNF683high CD8+ T细胞富集;体外Jurkat细胞过表达ZNF683结合RNA-seq和CUT&RUN揭示其直接靶基因和通路;外周血和实体瘤数据集分析支持ZNF683high特征与响应相关。
研究意义
提示ZNF683高表达T细胞特征可能作为跨多种恶性肿瘤预测PD-1阻断响应的生物标志物,并为了解T细胞耗竭分化提供线索。

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

发现队列单细胞转录组分析

识别与PD-1阻断响应相关的肿瘤和免疫细胞群体

对6例RS和2例CLL患者的纵向骨髓样本进行FACS分选,分离恶性(CD5+CD19+)和非恶性(CD5−CD19−)细胞,进行scRNA-seq,联合聚类分析。

2

T细胞亚群鉴定与表型分析

表征骨髓浸润T/NK细胞亚群,鉴定与响应相关的T细胞状态

对非肿瘤细胞中的T/NK细胞进行亚聚类,鉴定11个转录簇,通过标记基因和CITE-seq表面蛋白定义簇身份,比较响应者与非响应者的簇比例和基因表达。

3

TCR repertoire和轨迹分析

评估T细胞克隆动态和分化路径

对代表性响应者(RS-R2)和非响应者(RS-NR1)进行单细胞TCR测序,对3例响应者和4例非响应者进行bulk TCR测序,使用slingshot进行轨迹分析。

4

ZNF683功能验证

验证ZNF683对T细胞基因和通路的直接调控作用

在Jurkat细胞中建立多西环素诱导的ZNF683-FLAG过表达,进行RNA-seq和CUT&RUN,结合CISTROME-GO和MEME-ChIP分析靶基因和结合基序。

5

外周血和实体瘤验证

在独立患者外周血和实体瘤数据中验证ZNF683high特征与响应的关联

对7例独立RS患者治疗前外周血T细胞进行bulk RNA-seq,对3例额外RS患者进行验证,并与已发表的黑色素瘤和肺癌数据集比较。

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
抗CD19抗体(PE-Cy7)Biolegend302216
抗CD5抗体(BV421)Biolegend300626
抗CD3抗体(Pacific Blue)Biolegend300330
7-AAD活力染色液Biolegend420404
Zombie Violet可固定活力试剂盒Biolegend423114
抗CD235抗体BD Biosciences555570
Chromium Next GEM单细胞5'试剂盒v210x genomics1000244
Chromium Next GEM单细胞3'试剂盒v210x genomicsPN-120237
CD3磁珠Miltenyi Biotec130–050-101
RNeasy试剂盒Qiagen74106
Qiagen RNeasy微量试剂盒Qiagen74004
NEBNext单细胞/低输入文库构建试剂盒(Illumina)NEBE6420L
PrimeScript逆转录预混液Takara BioRR036A
TaqMan基因表达预混液Life Technologies4369514
ZNF683 Taqman探针Life TechnologiesHs00543184_m1
多西环素Takara Bio631311
嘌呤霉素Life TechnologiesA1113803
Pierce™ NE-PER®核质分离试剂盒Thermo Scientific78833
组蛋白H3抗体Cell Signaling Technology9715S
DYKDDDDK标签抗体Cell Signaling Technology2368S
HRP偶联抗体Cell Signaling Technology7074S
SuperSignal™ West Pico PLUS化学发光底物Thermo Scientific34580
CUTANA™ ChIC/CUT&RUN试剂盒(H3K4Me3、IgG对照)EpiCypher14–1048
抗FLAG抗体FisherFG4R
NEBNext® Ultra™ II DNA文库构建试剂盒(Illumina®)NEBE7645S/L
NEBNext多重寡核苷酸(Illumina双索引引物)NEBE7600
MiniSeq高通量试剂盒(150循环)IlluminaFC-420–1002
高灵敏度DNA试剂盒Agilent5067–4626
TruSeq链特异性总RNA LT样本制备试剂盒(含Ribo-Zero Gold)Illumina20020598
Wizard SV凝胶和PCR纯化系统PromegaA9282
Quant-iT RiboGreen RNA检测试剂盒Thermo ScientificR11490

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
发现队列样本采集与处理
样本来源:6例RS(4例响应,2例非响应)和2例CLL患者;采样时间点:基线、治疗中、响应评估;样本类型:骨髓
阅读提示:Methods 'Human samples'及Figure 1A、Table S1
单细胞RNA-seq分选策略
分选群体:CD5+CD19+恶性细胞和CD5−CD19−非恶性细胞;RS与CLL细胞按大小(FSC/SSC)分离
阅读提示:Methods 'Flow cytometry sorting for single-cell analysis'及Figure 1B
Jurkat细胞系ZNF683过表达
多西环素浓度:1 μg/mL;处理时间:48小时;细胞系:Jurkat E6-1;转染质粒:pSB-tet-GP-ZNF683-flag
阅读提示:Methods 'Generation of ZNF683-expressing Jurkat cell lines'
CUT&RUN实验
抗体:抗FLAG、H3K4me3、IgG对照;交联条件:0.1%甲醛1分钟;透化:0.001% Digitonin;重复数:有/无ZNF683表达各n=2
阅读提示:Methods 'CUT&RUN'
外周血验证队列
样本:7例独立RS患者治疗前外周血T细胞(2例响应,5例非响应),另3例额外验证;T细胞分离:CD3 MicroBeads
阅读提示:Results 'ZNF683 expression in peripheral blood is associated with response to immune checkpoint blockade'及Figure 7A-B