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Cell Research | APC C端11氨基酸靶向PTPN13抑制STAT1去磷酸化并增强CRC免疫治疗

Cell Research | APC C端11氨基酸靶向PTPN13抑制STAT1去磷酸化并增强CRC免疫治疗
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该研究揭示了APC基因突-PTPN13-STAT1信号轴在CRC免疫逃逸中的关键作用,并开发了一种有效的C端11氨基酸肽(APC11)来恢复抗肿瘤免疫。研究还证明,APC11与PD1阻断剂联用可显著增强免疫治疗效果,为CRC患者提供了新的治疗策略。

 

文献概述

本文《Targeting PTPN13 with 11-amino-acid peptides of C-terminal APC prevents immune evasion of colorectal cancer》,发表于Cell Research杂志,回顾并总结了结直肠癌(CRC)中APC基因突变如何促进免疫逃逸,以及如何利用C端11氨基酸(APC11)肽阻断这一过程。研究发现,APC通过结合PTPN13调控STAT1的磷酸化状态,从而影响IFNγ-STAT1-IRF1-MHC I抗原呈递通路。当APC缺失时,PTPN13去磷酸化STAT1,导致CD8+ T细胞浸润减少、抗原呈递下调,最终使CRC逃避免疫监视。而APC11肽可竞争性结合PTPN13,恢复STAT1磷酸化和抗原呈递,增强抗肿瘤免疫。结合PD1阻断剂,该治疗策略在CRC模型中展现更强的抗肿瘤效果。

背景知识

结直肠癌(CRC)是全球第三大常见癌症,约80%-90%的病例携带APC基因突变。目前,免疫检查点阻断治疗仅对微卫星不稳定性高(MSI-H)的CRC患者有效,而大多数微卫星稳定(MSS)患者对PD1/PD-L1阻断无反应。因此,探索APC突变驱动CRC免疫逃逸的机制,并开发新型治疗策略,是当前CRC免疫治疗的关键科学问题。本研究通过CRISPR筛选和多种动物模型,发现PTPN13是APC缺失诱导免疫逃逸的关键调控因子。进一步结构生物学分析揭示了APC C端直接结合PTPN13的PDZ2a结构域,并开发了靶向该相互作用的APC11肽。该研究不仅揭示了新的免疫调节机制,也为CRC治疗提供了新的药物靶点。

 

基因敲除小鼠:提供多种品系背景的基因敲除模型,包括全身敲除和条件性敲除,适用于研究基因功能、构建疾病模型和药效评价。

 

研究方法与实验

本研究采用多种实验手段,包括CRISPR/Cas9筛选、基因敲除小鼠模型、免疫组化分析、流式细胞术、免疫荧光、RNA测序、基因集富集分析(GSEA)、MHC-I抗原呈递检测、蛋白质相互作用分析(co-IP、GST-pull down、CUT&Tag)、SPR结合分析、以及体内肿瘤接种模型。研究团队在小鼠模型中构建了Apc、p53、Kras等基因突变的肠类器官,并评估其在免疫正常与免疫缺陷小鼠中的成瘤能力。此外,利用临床CRC患者数据(TCGA、MSKCC队列)分析APC突变与免疫标志物之间的相关性。通过合成不同长度的APC C端肽段,结合SPR分析,确定了APC11(C端11氨基酸)对PTPN13的最高结合亲和力,并评估其在CRC模型中的抗肿瘤作用。

关键结论与观点

  • APC基因缺失显著抑制CD8+ T细胞浸润,并促进CRC免疫逃逸。
  • PTPN13通过去磷酸化STAT1,抑制IFNγ-STAT1-IRF1-MHC I信号轴,降低抗原呈递能力。
  • APC通过C端直接结合PTPN13的PDZ2a结构域,阻断其去磷酸化活性。
  • APC11肽可竞争性结合PTPN13,恢复STAT1磷酸化、IRF1表达和MHC-I抗原呈递。
  • 在多个CRC小鼠模型中,APC11显著增强抗PD1治疗效果,提高抗肿瘤免疫监视。
  • 临床数据表明,APC突变CRC患者Ptpn13表达升高,CD8+浸润减少,预后更差。

研究意义与展望

本研究揭示了APC-PTPN13-STAT1信号轴在CRC免疫逃逸中的关键作用,为携带APC突变的CRC患者提供了新的治疗策略。APC11肽可作为潜在药物开发基础,用于恢复抗原呈递和T细胞浸润,从而提高免疫治疗响应。未来研究可进一步优化APC11肽的药代动力学和靶向递送方式,评估其在CRC联合免疫治疗中的临床转化潜力。此外,该机制可能适用于其他APC突变相关肿瘤,如乳腺癌、胃癌等,为多癌种免疫治疗提供理论依据。

 

肿瘤药效评价服务:构建多种原位、皮下及静脉移植的肿瘤模型,支持体内药效分析,包括免疫细胞浸润、肿瘤生长监测及药物毒性评估,适用于抗体药、细胞治疗及小分子抗肿瘤药的临床前研究。

 

结语

结直肠癌(CRC)中APC基因突变是常见事件,其功能缺失不仅促进肿瘤发生,还通过PTPN13介导的STAT1去磷酸化导致免疫逃逸。本研究首次揭示了APC C端11氨基酸(APC11)通过结合PTPN13,恢复STAT1磷酸化和MHC-I抗原呈递,从而增强CD8+ T细胞浸润,提高PD1阻断疗效。研究结果为CRC患者提供了新的治疗靶点和药物开发策略,特别是在MSS型CRC中,为当前缺乏有效免疫治疗方案的患者带来希望。未来,该机制的深入研究将推动靶向PTPN13的多肽药物开发,为CRC及其他APC突变肿瘤的免疫治疗提供新方向。

 

文献来源:
Wen-Hui Ma, Wen-Yi Li, Tao Chen, Guoxin Li, and Wei-Jie Zhou. Targeting PTPN13 with 11-amino-acid peptides of C-terminal APC prevents immune evasion of colorectal cancer. Cell Research.
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