POU2AF1

撰文丨nagashi 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 癌症是世界上最难治愈的疾病之一。CAR-T 细胞疗法等一系列癌症免疫疗法的兴起，为癌症治疗带来的新希望。然而，CAR-T 细胞疗法难以持久缓解B细胞恶性肿瘤，这一现象通常可归因于抗原逃逸。例如，CD19 靶向的 CAR-T 细胞疗法中，有 28%-68% 的患者在治疗过程中癌细胞会降低或失去 CD19 表达，从而导致治疗效果降低甚至丧失。 值得注意的是，恶性B细胞转化和致癌生长依赖于有效的ATP合成，但其潜在机制尚不清楚。 2024年12月17日，希望之城国家医疗中心陈建军教授、邓晓岚研究副教授及博士后陈振华等在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为：YTHDF2 promotes ATP synthesis and immune evasion in B-cell malignancies 的研究论文。 该研究首次发现，YTHDF2促进B细胞恶性肿瘤的能量供应和抗原逃逸，仅其过表达就足以引起B细胞转化和肿瘤发生。更重要的是，研究团队还证实，一种名为 CCI-38 的小分子能够靶向和抑制 YTHDF2，从而抑制侵袭性B细胞恶性肿瘤并提高 CAR-T 细胞疗法的效果，由此揭示了“小分子抑制剂+CAR-T”可能是一种治疗B细胞恶性肿瘤的有效疗法。 陈振华 陈振华，2011年本科毕业于黑龙江大学，2016年博士毕业于中山大学，2016-2018年在中山大学进行博士后研究工作，2018年至今在美国希望之城国家癌症中心贝克曼研究所进行博士后研究工作。 B 细胞恶性肿瘤，包括B细胞急性淋巴细胞白血病和 B 细胞淋巴瘤，已经被基于 T 细胞的免疫疗法（例如CAR-T细胞疗法）彻底改变。在多中心临床试验中，B细胞恶性肿瘤患者在接受 CD19-CAR-T 细胞治疗后，完全缓解率为 40%-81%。 然而，大约 50% 的缓解患者在治疗的第一年内复发，而约 20% 的患者在接受 CAR-T 细胞治疗后未能进入缓解期。此外，即使是双靶点疗法，抗原逃逸仍然发生在约 50% 的复发或难治性 B 细胞恶性肿瘤患者中。因此，为了改善长期缓解结果，深入探究恶性 B 细胞中潜在的抗原逃逸机制是十分必要的。 在这项最新研究中，研究团队首先注意到，B 细胞群在所有造血细胞系中具有最高的 m6A 修饰丰度。RNA 修饰控制着 mRNA 的命运，并影响广泛的细胞生理过程，。m6A 是mRNA中最丰富的内部修饰（约0.2%-0.7%），其被 YTHDF 家族成员等“RNA读取器”（Reader）识别。 值得一提的是，YTHDF2 通过诱导 mRNA 降解来识别/破坏 m6A 修饰的 mRNA，在癌症中发挥关键作用。此外，一些研究也证明了 YTHDF2 介导的 m6A 机制促进了急性髓性白血病（AML）和肝脏恶性肿瘤的发生发展，但其在正常和恶性 B 细胞发育中的作用尚未被研究。 在上述发现的基础上，研究团队分析了 2000 多名 B 细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）患者的RNA-seq数据集，发现 YTHDF2 在 B-ALL 中始终且最显著过表达。进一步研究表明，致癌转录因子 MYC、STAT3 和 POU2AF1 等促进了 YTHDF2 的表达。 此外，CRISPR-Cas9敲除筛选和体外过表达实验均表明，YTHDF2 对 B 细胞恶性肿瘤的存活十分重要，并深刻地影响其生长和增殖以及患者的预后。 YTHDF2在B细胞恶性肿瘤中过表达并发挥致癌作用 值得注意的是，与髓系白血病细胞相比，恶性 B 细胞分裂速度更快，但携带的线粒体数量只有前者一半，这意味着恶性 B 细胞需要额外的 ATP 补充。研究团队发现，YTHDF2 促进 B 细胞恶性肿瘤的能量供应和抗原逃逸，仅其过表达就足以引起B细胞转化和肿瘤发生。 从机制上说，YTHDF2 具有双重读取器（Reader）的功能：在一方面，它可以作 m5C 读取器，通过招募 PABPC1 来稳定 mRNA，从而增强 ATP5PB/ATP5MF/ATP5MG 的 mRNA 稳定性来促进线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）和 ATP 合成。另一方面，YTHDF2 还可以作为 m6A 读取器，通过破坏其他 mRNA 的稳定性来促进免疫逃避，例如抑制 CD19 和 HLA-DMA/B（MHC II类分子）的表达。 YTHDF2促进恶性B细胞中ATP的合成，而不依赖于m6A修饰 与此相印证，通过 CRISPR-Cas9 基因敲除 YTHDF2，或是通过小分子抑制剂 CCI-38 靶向抑制 YTHDF2，显著增加了复发或难治性 B 细胞恶性肿瘤对 CD19-CAR-T 细胞疗法或 Blinatumumab（一种CD3-CD19双特异性抗体）的敏感性。 更重要的是，研究团队还证明了 YTHDF2 对于正常的 B 细胞发育是可有可无的。因此，靶向抑制 YTHDF2 是治疗 B 细胞恶性肿瘤的十分有前景的新靶点。 小分子CCI-38具有强大的抗肿瘤效果，并与基于T细胞的免疫疗法协同治疗B细胞恶性肿瘤 总的来说，这项发表于 Cell 的研究表明，YTHDF2 在 B 细胞恶性肿瘤的起始、进展和免疫逃避中发挥着关键的致癌作用。YTHDF2 的小分子抑制剂 CCI-38 与 CD19-CAR-T 细胞疗法或 CD3-CD19 双特异性抗体的联合应用，是治疗 B 细胞恶性肿瘤的一种有希望的潜在策略，可以实现高疗效、低成本和最小化治疗相关毒性。这可能会改变我们未来治疗B细胞恶性肿瘤的方式。 据悉，针对这项研究，希望之城团队已提交专利申请，这对于改善 CAR-T 细胞疗法对癌症及严重自身免疫病患者的治疗具有重要意义。研究团队接下来将重点关注提高 CCI-38 的安全性和有效性、探索从癌细胞中抑制或清除 YTHDF2 的新方法，以及开展人体临床试验。 希望之城国家医疗中心博士后研究员陈振华、暨南大学血液学研究所/广州医科大学附属第五医院血液内科曾成武教授、希望之城国家医疗中心杨露研究副教授及车远博士为论文共同第一作者；希望之城国家医疗中心陈建军教授、邓晓岚研究副教授及陈振华为论文共同通讯作者。 论文链接： https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01324-2 设置星标，不错过精彩推文 开放转载 欢迎转发到朋友圈和微信群  微信加群  为促进前沿研究的传播和交流，我们组建了多个专业交流群，长按下方二维码，即可添加小编微信进群，由于申请人数较多，添加微信时请备注：学校/专业/姓名，如果是PI/教授，还请注明。 点在看，传递你的品味

第一性原理计算解决50年悬而未决难题：半导体中铜为何扩散更快？ Ab initio及第一性原理入门参考书介绍 来自公众号：小柯生命 本文以传播知识为目的，如有侵权请后台联系我们，我们将在第一时间删除。 北京时间2024年12月18日，美国希望之城国家医疗中心贝克曼研究所陈建军团队在Cell期刊发表题为“YTHDF2 promotes ATP synthesis and immune evasion in B-cell malignancies”的研究论文。 该研究首次揭示了YTHDF2在B细胞肿瘤中的双重功能：一方面，YTHDF2通过识别m5C修饰的ATP合酶亚基基因（如ATP5PB、ATP5MF和ATP5MG）并招募PABPC1稳定其mRNA，促进线粒体ATP合成，从而突破正常B细胞的能量屏障，驱动恶性增殖； 另一方面，YTHDF2通过识别m6A修饰的mRNAs（如CD19和HLA-DMA/B等），介导其降解，抑制B细胞抗原呈递功能，从而促进肿瘤细胞的免疫逃逸。 CD3-CD19双特异性T细胞衔接器（贝林妥欧单抗）和靶向CD19的嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）分别于2014年和2017年获得FDA批准，为B细胞白血病/淋巴瘤患者带来了新的治疗选择。然而，尽管CAR-T细胞治疗在复发/难治性（R/R）B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）和B细胞淋巴瘤（包括弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）、套细胞淋巴瘤（MCL）和滤泡性淋巴瘤（FL）等）中展现出40%-81%的完全缓解率，但临床数据表明仍存在两大挑战：约20%的患者未能缓解，且超过50%的缓解患者在治疗1年内复发。长期随访数据显示，DLBCL患者的五年无事件生存率仅为31%，而R/R B-ALL患者低至25%。研究发现，CD19抗原低表达或缺失是导致肿瘤复发和缓解率下降的主要原因之一。此外，B细胞肿瘤的快速增殖对能量需求极高，然而，其线粒体的数量和体积较髓系细胞显著减少，线粒体ATP合成的效率成为肿瘤细胞克服能量限制的关键步骤。 在分子机制层面，作者首先通过RNA-seq和m6A-RIP-seq分析发现，YTHDF2敲低后有816个非m6A标记基因显著下调，且这些基因主要富集于线粒体电子传递链的氧化磷酸化通路，特别是ATP合酶（Complex V）的相关基因。进一步研究发现，YTHDF2结合m5C修饰的ATPase亚基mRNA并通过PABPC1稳定其表达，增强线粒体ATP产能，促进B细胞肿瘤的发生发展。此外，作者也观察到，YTHDF2敲低后1023个m6A标记的基因表达上调，尤其涉及B细胞受体信号通路和抗原呈递通路（如CD19、HLA-DMA/B等）。YTHDF2介导这些mRNAs的降解，导致肿瘤细胞逃避免疫识别。 功能实验中，研究团队开发了YTHDF2特异性小分子抑制剂CCI-38，其能够显著抑制B细胞肿瘤的生长，并恢复CD19和HLA-DMA/B的表达，显著增强CD19 CAR-T细胞对复发B细胞肿瘤（包括CD19低表达）的捕获和杀伤能力。小鼠体内实验进一步证实，YTHDF2抑制剂可改善CAR-T治疗效果，提供了针对CD19抗原逃逸的新型治疗策略。 临床样本和生存分析进一步揭示，YTHDF2在B细胞肿瘤患者中高表达，与较差的生存预后显著相关。在DepMap数据库中，YTHDF2在超过1000种肿瘤细胞中表现出最高的依赖性，尤其在B细胞白血病和淋巴瘤中表现尤为显著。此外，作者还发现YTHDF2的过表达主要通过MYC、STAT3和POU2AF1等转录因子激活，这进一步突出了YTHDF2作为B细胞肿瘤治疗靶点的潜力。 本研究为解决B细胞肿瘤的抗原逃逸和能量代谢异常提供了新的分子靶标和治疗策略。陈建军教授、邓晓岚副研究教授和陈振华博士为本研究的共同通讯作者；曾成武教授、杨露副教授和车远博士为共同第一作者。此外，浙江大学免疫研究所肖刚教授、广州国家实验室翁桁游教授、中山大学肿瘤防治中心黄慧琳教授及多个研究平台为本研究提供了重要支持。 相关论文信息： https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01324-2 美国希望之城国家医疗中心的陈建军教授和邓晓岚教授课题组，长期致力于RNA和DNA表观修饰、恶性肿瘤发病机制、免疫治疗和小分子或蛋白降解药物开发等基础研究领域。已在Cell, Nature, Cancer Cell, Nature Biotechnology, Nature Genetics, Cell Stem Cell, Nature Cell Biology, Science Translational Medicine, Molecular Cell等期刊上发表一系列重要论文。 近期招聘若干名有RNA研究、mRNA-based 治疗、肿瘤机制研究、肿瘤免疫、肿瘤代谢、和/或生物信息等背景的博士后、博士研究生和国际交流访问学者。热烈欢迎志同道合的年轻学者投递简历 (To: jianchen@coh.org)，招满为止。 参考文献 1 Jacobson, C. A. et al. Axicabtagene ciloleucel in relapsed or refractory indolent non-Hodgkin lymphoma (ZUMA-5): a single-arm, multicentre, phase 2 trial. Lancet Oncol 23, 91-103, doi:10.1016/S1470-2045(21)00591-X (2022). 2 Park, J. H. et al. Long-Term Follow-up of CD19 CAR Therapy in Acute Lymphoblastic Leukemia. N Engl J Med 378, 449-459, doi:10.1056/NEJMoa1709919 (2018). 3 Shah, N. N. et al. Long-Term Follow-Up of CD19-CAR T-Cell Therapy in Children and Young Adults With B-ALL. J Clin Oncol 39, 1650-1659, doi:10.1200/JCO.20.02262 (2021). 4 Chong, E. A., Ruella, M., Schuster, S. J. & Lymphoma Program Investigators at the University of, P. Five-Year Outcomes for Refractory B-Cell Lymphomas with CAR T-Cell Therapy. N Engl J Med 384, 673-674, doi:10.1056/NEJMc2030164 (2021). 5 Plaks, V. et al. CD19 target evasion as a mechanism of relapse in large B-cell lymphoma treated with axicabtagene ciloleucel. Blood 138, 1081-1085, doi:10.1182/blood.2021010930 (2021). 6 Shah, N. N. & Fry, T. J. Mechanisms of resistance to CAR T cell therapy. Nat Rev Clin Oncol 16, 372-385, doi:10.1038/s41571-019-0184-6 (2019). 7 Zhang, Y. et al. Long-term activity of tandem CD19/CD20 CAR therapy in refractory/relapsed B-cell lymphoma: a single-arm, phase 1-2 trial. Leukemia 36, 189-196, doi:10.1038/s41375-021-01345-8 (2022). 8 Spiegel, J. Y. et al. CAR T cells with dual targeting of CD19 and CD22 in adult patients with recurrent or refractory B cell malignancies: a phase 1 trial. Nat Med 27, 1419-1431, doi:10.1038/s41591-021-01436-0 (2021). 9 Chan, L. N. & Muschen, M. B-cell identity as a metabolic barrier against malignant transformation. Exp Hematol 53, 1-6, doi:10.1016/j.exphem.2017.06.004 (2017). 10 Chan, L. N. et al. Metabolic gatekeeper function of B-lymphoid transcription factors. Nature 542, 479-483, doi:10.1038/nature21076 (2017). 11 Youn, J. Y. et al. High-Density Proximity Mapping Reveals the Subcellular Organization of mRNA-Associated Granules and Bodies. Mol Cell 69, 517-532 e511, doi:10.1016/j.molcel.2017.12.020 (2018). 12 Yang, Y. et al. RNA 5-Methylcytosine Facilitates the Maternal-to-Zygotic Transition by Preventing Maternal mRNA Decay. Mol Cell 75, 1188-1202 e1111, doi:10.1016/j.molcel.2019.06.033 (2019). 13 Li, Z. et al. Suppression of m(6)A reader Ythdf2 promotes hematopoietic stem cell expansion. Cell Res 28, 904-917, doi:10.1038/s41422-018-0072-0 (2018). 编辑 | 余   荷 排版 | 王大雪

引言 哺乳动物SWI/SNF染色质重塑复合物（mammalian SWItch/Sucrose Non-fermentable chromatin remodeling complex, mSWI/SNF）是一类在进化过程中高度保守的、ATP依赖型的、包含多个亚基的染色质结构调节复合物。mSWI/SNF染色质重塑复合物通过其ATPase亚基（BRM和BRG1）水解ATP获得的能量改变并重塑核小体的组蛋白和DNA之间相互作用，进而影响基因组特定区域的染色质的可及性，从而调节基因表达【1】。mSWI/SNF染色质重塑复合体是肿瘤中突变频率最高的表观遗传学调控复合物之一，这些突变通过改变编码亚基的活性以及整个复合体功能促进肿瘤发生与发展【2】。新近的研究亦表明，靶向mSWI/SNF不同亚基的小分子抑制剂以及蛋白降解剂在包括前列腺癌、急性骨髓性白血病等恶性肿瘤中展现出令人鼓舞的抗肿瘤效应【3-5】。 小细胞肺癌（Small cell lung cancer, SCLC）是肺癌中进展最快，预后最差的亚型。目前的研究表明，SCLC可以被划分为4个不同亚型，包括ASCL1驱动的SCLC-A型，NeuroD1驱动的SCLC-N型，POU2F3驱动的SCLC-P型和YAP1驱动的SCLC-Y型【6】。SCLC 肿瘤的全面基因组学分析表明，RB1和TP53是SCLC中最常见的体细胞突变，除此之外能被直接靶向干预的靶点很少。因此，迫切需要针对SCLC独特的肿瘤生物学特征研发新的治疗策略来改善患者的治疗效果。 2024年7月18日，密西根大学医学院的密西根大学转化病理学中心（Michigan Center for Translational Pathology, MCTP）Arul M. Chinnaiyan博士和Lanbo Xiao博士团队，通过与冷泉港实验室Christopher R. Vakoc博士团队以及紀念斯隆-凱特琳癌症中心的Charles M. Rudin博士团队合作，在Cancer Cell发表题为Targeting the mSWI/SNF Complex in POU2F-POU2AF Transcription Factor-Driven Malignancies的研究论文。在论文中，研究团队通过运用功能基因组学、化学生物学以及基因组学研究工具及实验技术发现并明确了SCLC-P肿瘤细胞对mSWI/SNF染色质重塑复合物具有选择依赖性，靶向mSWI/SNF ATPase的降解剂具有成为SCLC-P靶向治疗方案的潜能。 值得关注的是，同期Cancer Cell还背靠背发表了Matthew G. Oser团队题为Mammalian SWI/SNF complex activity regulates POU2F3 and constitutes a targetable dependency in small cell lung cancer的文章，使用CRISPR筛选发现SWI/SNF complex调控POU2F3及其促癌作用。 研究团队在三种 SCLC-A 和三种 SCLC-P 细胞系中，对激酶、磷酸酶、表观遗传调节分子和 DNA 结合蛋白的同源物对（paralogues）进行了靶向功能域的CRISPR/Cas9 筛选。通过比较 SCLC-A 和 SCLC-P 细胞系之间对不同靶点的依赖性差异，发现 SCLC-P 细胞对mSWI/SNF 复合物的多个组分存在选择依赖性。利用mSWI/SNF ATPase的蛋白降解剂AU-15330，研究团队明确了降解mSWI/SNF ATPase能选择性抑制SCLC-P细胞的增殖。进一步，通过整合分析ATAC-seq, ChIP-seq和RNA-seq实验数据发现，降解mSWI/SNF ATPase可快速降低SCLC-P细胞基因组部分区域（尤其是增强子）的染色质的可及性，有效阻断POU2F3-POU2AF2/3转录复合物结合到其靶基因增强子区域，从而显著抑制SCLC-P细胞中POU2F3-POU2AF2/3介导的异常活化信号通路的活性。 因为 AU-15330口服生物利用度有限，研究团队开发了一种拥有高效口服生物利用度的 mSWI/SNF ATPase降解剂AU-24118【7】。与 SCLC-A、SCLC-N 和 SCLC-Y 细胞系相比，AU-24118 能有效抑制SCLC-P 细胞的生长。在多个SCLC-P的体内模型中证实了AU-24118能有效抑制肿瘤的生长，并诱导细胞凋亡。荷瘤小鼠对AU-24118口服给药耐受良好，且未发现AU-24118对小鼠的呼吸、消化、造血等系统造成显著毒性。 在这篇论文中，研究团队还进一步评估了 POU2AF1 依赖的 B 细胞恶性肿瘤对 mSWI/SNF ATPase降解剂的敏感性。POU2AF1是POU2AF2/3的同源蛋白，其已被证实在促进B细胞恶性肿瘤的发生发展中发挥关键作用【8】。该研究发现POU2AF1 所依赖的多发性骨髓瘤（multiple myeloma, MM）和弥漫性大B细胞淋巴瘤（Diffused large B cell lymphoma, DLBCL）细胞，类似SCLC-P细胞表现出对于 mSWI/SNF 复合物的选择依赖性。多组学分析首次证实了 POU2AF1是 IRF4 的共因子，并明确了mSWI/SNF APase 降解剂通过降低MM细胞中的增强子区域染色质的可及性调控IRF4的转录活性。在 POU2AF1/IRF4 依赖的多发性骨髓瘤小鼠模型中，与已获批的多发性骨髓瘤治疗药物卡非佐米（Carfilzomib）和泊马度胺（Pomalidomide）相比，AU-24118 能更有效地抑制MM的体内生长，显著提高了小鼠的生存率。鉴于 IRF4 在 B 细胞恶性肿瘤中的重要作用以及缺乏 FDA 批准的直接针对 IRF4 的策略，靶向mSWI/SNF ATPase可能作为发展靶向IRF4的治疗策略提供新的思路。 （Credit: Cancer Cell） 综上所述，本研究进一步拓展和加深了我们对于mSWI/SNF染色质重塑复合物在促进小细胞肺癌以及B细胞恶性肿瘤发生发展中的生物学功能的认识。基于PROTAC技术发展的靶向mSWI/SNF ATPase降解剂，通过降低顺式作用元件的染色质可及性，有效阻断肿瘤相关转录因子的功能，展现出了良好的抗肿瘤活性以及理想的体内安全性。上述工作为深入研究染色质重塑复合物在肿瘤中的生物学功能，为发展基于mSWI/SNF染色质重塑复合物干预转录因子活性的表观遗传学治疗策略提供了新思路。 参考文献 1. Kadoch, C. & Crabtree, G.R. Mammalian SWI/SNF chromatin remodeling complexes and cancer: Mechanistic insights gained from human genomics. Sci Adv 1, e1500447 (2015). 2. Zhao, S., Allis, C.D. & Wang, G.G. The language of chromatin modification in human cancers. Nat Rev Cancer 21, 413-430 (2021). 3. Xiao, L. et al. Targeting SWI/SNF ATPases in enhancer-addicted prostate cancer. Nature 601, 434-439 (2022). 4. Chambers, C. et al. SWI/SNF Blockade Disrupts PU.1-Directed Enhancer Programs in Normal Hematopoietic Cells and Acute Myeloid Leukemia. Cancer Res 83, 983-996 (2023). 5. Malone, H.A. & Roberts, C.W.M. Chromatin remodellers as therapeutic targets. Nat Rev Drug Discov (2024). 6. Rudin, C.M. et al. Molecular subtypes of small cell lung cancer: a synthesis of human and mouse model data. Nat Rev Cancer 19, 289-297 (2019). 7. He, T. et al. Development of an orally bioavailable mSWI/SNF ATPase degrader and acquired mechanisms of resistance in prostate cancer. Proc Natl Acad Sci U S A 121, e2322563121 (2024). 8. Chapuy, B. et al. Discovery and characterization of super-enhancer-associated dependencies in diffuse large B cell lymphoma. Cancer Cell 24, 777-90 (2013). https://www.cell.com/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(24)00231-9 责编|探索君 排版|探索君 文章来源|“BioArt” End 往期精选 围观 一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版） 热文 Cell | 是什么决定了细胞的大小？ 热文 Nature | 2024年值得关注的七项技术 热文 Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望 热文 CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述