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ZBP1通路通过增强肿瘤免疫原性协同抗HER2疗法与表观遗传治疗
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月18日 来源:Cell Reports 6.9
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本研究针对抗HER2治疗耐药性问题,探索了表观遗传药物5AZA与抗HER2抗体联用的协同机制。研究人员发现该联合疗法通过STAT1介导的ZBP1上调激活Z-RNA感应通路,诱导肿瘤细胞衰老并增强CD8+ T细胞应答,为克服靶向治疗耐药提供了新策略。
人类表皮生长因子受体2(HER2)过表达见于20%-30%的乳腺癌及其他恶性肿瘤,尽管抗HER2抗体通过抑制致癌信号和Fc受体介导的细胞毒性可引发肿瘤消退,但治疗耐药仍普遍发生。研究表明,肿瘤微环境及宿主免疫应答在耐药机制中起关键作用,尤其是CD8+ T细胞浸润不足的"冷肿瘤"难以响应治疗。如何通过激活天然免疫感应机制增强抗HER2疗效,成为亟待解决的问题。
近日,上海交通大学邓柳芙团队在《Cell Reports》发表研究,揭示了表观遗传调控剂5-氮杂-2'-脱氧胞苷(5AZA)与抗HER2抗体联用可通过Z-DNA结合蛋白1(ZBP1)通路显著增强肿瘤免疫原性。该研究发现联合治疗诱导Z-RNA在衰老肿瘤细胞中积聚,通过ZBP1的Zα2结构域激活MLKL依赖性坏死性凋亡,进而促进CD8+ T细胞抗肿瘤免疫应答。
研究采用小鼠移植瘤模型(包括HER2依赖性TUBO乳腺癌细胞和高免疫原性MC38结肠癌细胞),通过CRISPR-Cas9基因敲除、流式细胞术、免疫荧光、蛋白质印迹、ELISPOT assay等技术手段,结合药理学抑制实验(如STAT1抑制剂氟达拉滨、衰老细胞清除剂ABT-263),系统验证了ZBP1-MLKL通路在联合治疗中的核心作用。关键样本来源于上海交通大学实验动物中心提供的C57BL/6J和BALB/c小鼠。
抗HER2疗法与5AZA通过ZBP1依赖性方式协同促进肿瘤控制
研究显示抗HER2单药治疗易产生耐药,而低剂量5AZA与抗HER2抗体联用显著抑制TUBO肿瘤生长,且该效应依赖CD8+ T细胞而非CD4+ T细胞。ZBP1缺失使肿瘤对联合治疗耐药,且5AZA单药或联合治疗均诱导ZBP1蛋白表达上调。
肿瘤细胞内在ZBP1促进抗HER2与5AZA联合治疗的抗肿瘤T细胞应答
在MC38模型中,ZBP1缺失削弱5AZA诱导的CD8+ T细胞IFN-γ分泌和增殖能力。过继转移OT-I CD8+ T细胞实验进一步证实ZBP1是5AZA激发外源CD8+ T细胞应答所必需。联合治疗组显示更高比例的IFN-γ+TNF-α+和Ki-67+ CD8+ T细胞,且树突状细胞(DC)浸润及CD80表达增强。
STAT1介导5AZA及联合治疗中ZBP1的表达
5AZA通过I型干扰素通路诱导ZBP1-MLKL依赖性坏死性凋亡。STAT1抑制剂氟达拉滨抑制ZBP1激活,JASPAR数据库预测STAT1结合于ZBP1启动子区。联合治疗引起STAT1核转位,且STAT1抑制 abolished ZBP1-MLKL激活。
5AZA治疗后Z-RNA积聚促进ZBP1通路激活
5AZA处理导致Z-RNA和dsRNA显著积累,RNase处理可消除该效应。利用ZBP1缺陷型3T3细胞表达系列截短突变体,发现Zα2和RHIM A结构域是ZBP1-MLKL激活所必需。邻近连接试验(PLA)证实Z-RNA与ZBP1-Zα2结构域直接结合。组蛋白甲基转移酶SETDB1缺失促进Z-RNA积聚,而SETDB1过表达逆转该效应。SETDB1与ZBP1双敲除肿瘤对5AZA治疗无应答,且CD8+ T细胞功能受损。
衰老细胞中Z-RNA聚集增强抗HER2与5AZA联合治疗的ZBP1激活
联合治疗诱导衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)活性升高及p21/p27 mRNA上调。Z-RNA与SPiDER-β-Gal共定位显示衰老细胞中Z-RNA优先积聚。流式分选SPiDER+细胞显示ZBP1和p-MLKL表达升高。衰老清除剂ABT-263抑制ZBP1表达和Z-RNA形成,而SETDB1缺失细胞中ABT-263处理不影响Z-RNA积累,表明SETDB1下调与细胞衰老协同促进Z-RNA积聚。STING抑制剂H151不影响衰老和Z-RNA形成,但抑制ZBP1激活。
研究结论强调,5AZA与抗HER2抗体联用通过下调SETDB1和诱导细胞衰老,促进Z-RNA积聚,经由STAT1-ZBP1-MLKL通路触发免疫原性细胞死亡(ICD),从而增强CD8+ T细胞抗肿瘤免疫。该工作首次揭示Z-RNA感应作为连接细胞衰老与肿瘤免疫原性的桥梁,为克服HER2靶向治疗耐药提供了表观遗传调控与免疫感应联合的新策略。
讨论部分指出,虽然ZBP1通路在多种癌症免疫中起关键作用,但其在抗HER2治疗中的调控机制尚未明确。本研究证实Z-RNA/ZBP1轴是表观遗传治疗增敏靶向疗法的核心机制,且衰老微环境通过积累Z-RNA放大该效应。局限性在于结论主要基于小鼠模型,是否适用于其他癌种仍需验证,且ZBP1作为临床生物标志物的价值有待进一步研究。未来探索应关注抗HER2抗体药物偶联物(ADC)与低剂量5AZA联用的临床转化潜力。
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