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    1. 新聞中心

        Nature| TissueFAXS Cytometry助力耶魯大學嚴欽團隊發現腫瘤免疫治療新靶點KDM5B的表觀遺傳學調控機制

        免疫治療

        免疫檢查點(Immune checkpoint)是免疫系統的調節器。這些通路對自我耐受至關重要,自我耐受可以防止免疫系統不加選擇地攻擊細胞。腫瘤細胞或腫瘤組織往往會利用一些手段激活免疫檢查點,使抗原不能被T細胞識別,從而抑制了T細胞的免疫學作用,逃避了機體的免疫監視。

        針對腫瘤免疫逃逸開發的抗腫瘤免疫療法中,免疫檢查點阻斷劑已被證實對多種癌癥治療相當有效,例如CTLA-4、 PD-1相關藥物等。但由于原發性或獲得性耐藥的原因,這類藥物對部分患者治療無效。的研究表明,一些表觀遺傳調節因子參與了抑制抗腫瘤免疫反應,說明表觀遺傳療法或可增強抗腫瘤免疫反應,并克服對現有免疫療法的抵抗。

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        2021年10月20日,來自耶魯大學癌癥中心的嚴欽團隊在Nature上發表文章。該文章發現KDM5B通過作用于逆轉錄元件,促進腫瘤免疫逃逸。結果揭示,阻斷KDM5B或阻斷KDM5B-SETDB1相互作用,可以有效提高抗腫瘤免疫反應,克服免疫檢查點抑制劑治療抵抗。

        KDM5家族蛋白是一類去組蛋白甲基化酶,是KDM5 4種亞型中的一種,它參與基因的表觀遺傳調控過程。KDM5酶對于耐藥性的出現起到了重要作用,敲除編碼KDM5酶(包括KDM5A與KDM5B)的基因或者是使用KDM5酶抑制劑,可以激活干擾素信號通路,增強免疫應答。

        研究團隊通過Gene Ontology (GO)分析技術發現KDM5B的表達與免疫系統過程中的基因呈負相關,然后使用免疫原性YUMMER1.7小鼠黑色素瘤模型對Kdm5b缺失造成的影響進行了一系列評估,并借助測序的方法發現KDM5B激活了I型干擾素反應的途徑,以及對逆轉錄元件的作用情況。作者利用人黑色素瘤細樣本進行了驗證。

        通過文章發現,作者文章有兩個關鍵性支撐點:

        1. 在患者樣本中發現了KDM5B的作用;

        2. KDM5B作用點在逆轉錄原件實現表觀遺傳調控。

        在這兩個數據支撐點上,均采用了TissueGnostics公司的全景組織定量分析技術,不但在原位數據中精準獲得了單細胞水平的蛋白表達強度定量數據,還通過抗雙鏈RNA抗體對RNA表達水平進行了定量分析。發表了觀點:KDM5B通過作用于逆轉錄元件,促進腫瘤免疫逃逸。

        實驗部分

        為了避免測序及生物信息學分析數據帶來的不確定性,作者團隊使用了免疫組化和免疫熒光技術,在組織學原位進行了驗證,在關鍵的環節中,還利用奧地利TissueGnostics公司全景組織流式定量分析技術,進行圖像采集和定量分析。為了體現數據的客觀與精準性,作者用了大篇幅對這個技術方法進行了詳細描述:

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        利用5X物鏡進行全景預覽,然后20X物鏡對識別的組織區域進行全景掃描成像。再將獲取的組織全景圖像導入分析軟件中,原位單細胞識別及定量分析技術識別陽性細胞及平均強度。其結果通過散點圖與直方圖呈現。利用正反向回溯功能實時調節cut-off線。

        正反向回溯功能:組織、細胞數據分析中運用正反向回溯功能,支持從圖像到數據的正向分析,也支持從數據結果到圖像的反向回溯驗證,將影像與分析結果緊密結合,實現數字化圖像、散點圖及數據間的三方面實時聯動。對數據有效性進行獨立重復的驗證,精準衡量組織細胞信號拆分辨識結果,保證樣本識別的精度、陽性率劃分的閾值或是追溯陽性信號在組織中的原位信息的可靠性,更進一步幫助研究者快速定位分化干細胞等稀有細胞亞群。

        01

        作者采用免疫熒光染色的組織樣本,結合抗PD-1治療之前的黑色素瘤樣本進行轉錄組分析,發現對免疫檢查點(immune checkpoint blockade,ICB)有反應的患者KDM5B染色較弱,缺乏可檢測到的KDM5B高黑色素瘤細胞,而對ICB有反應的患者有KDM5B高黑色素瘤細胞的主要亞群。這些結果表明KDM5B與腫瘤炎癥水平呈負相關,可能是腫瘤免疫抑制劑響應低的生物標志物,靶向KDM5B可能誘導T細胞浸潤并克服對ICB的耐藥性。

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        Figure 1治療前黑色素瘤免疫熒光樣本melanoma cocktail(綠色)、KDM5B(紅色)和DAPI(藍色)

        A-C:抗PD-1治療的3名PD-1無應答患者的免疫熒光圖像;D-F:3名完全應答患者的免疫熒光圖像。G:腫瘤微環境中KDM5B和黑色素瘤標記物的平均強度散點圖。KDM5B和黑色素瘤標記陽性的細胞位于右上象限。

        02

        作者研究了KDM5B抑制逆轉錄元件表達情況,針對RNA水平的驗證,使用了抗雙鏈RNA單抗-J2抗體,在KDM5B表達水平低的應答者中檢測到比那些KDM5B水平高的無應答者更高水平的雙鏈RNA。

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        Figure 2KDM5B缺失誘導內源性逆轉錄酶元件表達并形成dsRNA

        用J2抗體(紅色)和DAPI(藍色)對免疫檢查點抑制劑完全應答或無應答患者的代表性患者的dsRNA進行免疫熒光染色(左側)和定量(右側)。


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