导语:肝癌作为全球范围内癌症相关死亡的重要原因,严重威胁着人们的健康。近年来,免疫疗法为众多恶性肿瘤的治疗带来了新的曙光,在肝癌治疗方面也展现出一定潜力,像PD-1/PD-L1阻断疗法在肝癌的1/2期临床试验中,就呈现出了令人期待的治疗前景。然而,现实却不尽如人意,在关键的3期研究中,单药抗PD-1抗体不仅在延长患者生存期方面效果欠佳,而且总体缓解率也较低,仅约15%。即便采用联合治疗策略,如抗PD-L1联合抗VEGF疗法,虽然取得了一定进展,但整体缓解率依然有限,高达70%的患者会出现耐药情况。
免疫疗法困境待解,
BIRC2成肝癌治疗新希望?
在这样的背景下,2025年,Molecular Cancer杂志发表了一篇题为“BIRC2 blockade facilitates immunotherapy of hepatocellular carcinoma”的文章,为肝癌免疫治疗的困境带来了新的突破点。当前,肿瘤内在的免疫治疗耐药机制研究较少,而该研究创新性地聚焦于肿瘤内在基因,通过全基因组CRISPR/Cas9筛选,精准地找到了 BIRC2 这个关键基因,发现它在肝癌细胞的免疫逃逸过程中扮演着重要角色,这无疑为后续的治疗研究指明了新方向。
全基因组筛选联合多模型验证,如何锁定关键基因BIRC2?
本研究是一项多层面的探索性研究,旨在挖掘肝癌免疫逃逸的关键基因,剖析其作用机制,并探究针对该基因的干预措施对肝癌免疫治疗的影响。
在样本选择上,研究人员选用了Hepa1-6-OVA细胞,并将其与激活的OT-I T细胞共培养。实验分组主要围绕对BIRC2基因的不同处理展开,设置了BIRC2敲除(KO)组、BIRC2敲低(KD)组以及相应的对照组。干预措施包括利用CRISPR/Cas9技术进行BIRC2基因的单基因敲除,使用shRNA实现BIRC2基因的稳定敲低,以及运用小分子抑制剂(如LCL161)对BIRC2进行抑制。
研究的主要评价指标涵盖了细胞层面的变化,如细胞凋亡率、克隆形成能力、相关蛋白表达水平;动物模型层面则关注肿瘤生长情况、肿瘤组织中免疫细胞浸润程度;临床层面聚焦患者的生存预后、免疫治疗疗效与BIRC2表达的相关性。次要评价指标包括对相关信号通路的影响,像NFκB通路、IFNγ响应通路等的变化情况。通过多维度的实验设计,全面且深入地探究BIRC2在肝癌免疫治疗中的作用。
BIRC2高表达关联不良预后,阻断它能否增强免疫疗效?
IRC2是肝癌肿瘤内在的免疫逃逸基因
研究人员通过将Hepa1-6-OVA细胞导入全基因组CRISPR/Cas9敲除文库,并使其与激活的OT-I T细胞共培养,发现BIRC2是关键的免疫逃逸基因(图1A)。深度测序显示,共有291个基因存在sgRNA缺失,282个基因有sgRNA富集,BIRC2是排名最靠前的候选基因(图1B)。利用CRISPR/Cas9技术进行BIRC2单基因敲除后,在与肿瘤特异性OT-I T细胞共培养体系中,BIRC2-KO的Hepa1-6-OVA细胞凋亡显著增加(图1D),克隆形成能力降低(图1E)。将BIRC2-KO的Hepa1-6-OVA细胞分别植入免疫健全的C57BL/6J小鼠和免疫缺陷的NSG小鼠体内,结果显示在C57BL/6J小鼠中肿瘤形成延迟(图1F),而在NSG小鼠中对肿瘤生长无影响,这表明BIRC2在免疫逃逸中发挥关键作用,且这种作用依赖于机体的适应性免疫。
图1 BIRC2是肿瘤内在的免疫逃逸基因
注:A. CRISPR/Cas9筛选过程的示意图。B. 火山图展示了用OT-I T细胞攻击的Hepa1-6-OVA细胞与对照CD8+ T细胞相比,sgRNA的标准化倍数变化,突出显示了选定的排名靠前的候选基因。C. 竞争实验的示意图。D. 用OT-I T细胞攻击后,感染sgBIRC2的Hepa1-6-OVA细胞的凋亡情况。E. 用OT-I T细胞攻击后,感染sgBIRC2的Hepa1-6-OVA细胞的克隆形成情况。F. Hepa1-6-OVA细胞在NSG和C57BL/6J小鼠中的肿瘤生长情况。
对C57BL/6J小鼠肿瘤组织进行免疫组化染色发现,BIRC2-KO肿瘤中CD8⁺和CD4⁺ T细胞浸润显著增加,还出现了三级淋巴结构,B细胞密度也有所上升,而MDSCs、TAMs和癌症相关成纤维细胞(CAFs)无明显差异,说明BIRC2缺失可促进免疫刺激的肿瘤微环境形成。在人肝癌细胞中,研究人员选取BIRC2表达最高的PLC/PRF/5细胞进行敲低实验,结果显示BIRC2-KD在体外对细胞增殖有适度抑制,在体内对NSG小鼠肿瘤生长无明显影响,但与激活的外周血单个核细胞(PBMC)共培养时,会显著增加肝癌细胞凋亡,抑制克隆形成。
IRC2表达与肝癌患者不良预后及免疫治疗耐药相关
研究人员检测了肝癌组织中BIRC2的表达,发现肿瘤组织中BIRC2蛋白和mRNA表达均高于癌旁非肿瘤肝组织。对765例肝癌患者的组织芯片进行免疫组化分析,发现BIRC2表达与患者的性别、年龄、肿瘤大小、血管侵犯等临床病理特征无显著相关性,但与肿瘤浸润的CD8⁺和CD4⁺ T细胞数量呈显著负相关(图2B-D)。高BIRC2表达的患者总生存期(OS)和无病生存期(DFS)更短(图2E、F)。
图2 BIRC2表达与肝癌患者的不良生存和对免疫检查点阻断(ICB)的耐药相关
注:A. 肝癌组织中BIRC2的代表性苏木精-伊红(HE)和免疫组化(IHC)图像。B. 高BIRC2组和低BIRC2组中CD8和CD4的代表性免疫组化图像。C. 高BIRC2组和低BIRC2组中CD8+和CD4+ T细胞的数量。D. 高BIRC2组和低BIRC2组中肿瘤浸润淋巴细胞的代表性图像。E. 比较肝癌患者中高BIRC2表达和低BIRC2表达的总生存期(OS)的Kaplan-Meier分析(n=765)。F. 比较肝癌患者中高BIRC2表达和低BIRC2表达的无病生存期(DFS)的Kaplan-Meier分析(n=765)。G. 比较接受联合免疫治疗的肝癌患者中高BIRC2表达和低BIRC2表达的总生存期(OS)的Kaplan-Meier分析(n=144)。H. 比较接受抗PD-1联合乐伐替尼治疗的肝癌患者中高BIRC2表达和低BIRC2表达的无进展生存期(PFS)的Kaplan-Meier分析(n=47)。
进一步分析发现,高BIRC2表达与不良临床结局相关,在不同病因的肝癌中,BIRC2表达无显著差异,但在HBV和NASH相关肝癌亚组中,高BIRC2表达仍提示较短的OS。在接受联合免疫治疗的144例患者中,高BIRC2表达与较短的OS显著相关(图2G)。在47例接受抗PD-1联合乐伐替尼治疗的HBV相关肝癌患者中,高BIRC2表达患者的无进展生存期(PFS)更差(图2H)。此外,分析还表明高BIRC2表达与黑色素瘤不良预后相关,且会削弱CTL在黑色素瘤和肺癌中的生存获益。
IRC2对IFNγ应答及相关信号通路的调控作用
通过RNA测序(RNA-seq),KEGG和GSEA分析均表明IFNγ应答是受BIRC2影响最显著的生物学过程(图3A)。在HCC细胞中,BIRC2-KD增强了IFNγ诱导的生长抑制和细胞凋亡,caspase和PARP蛋白的切割增加。同时,BIRC2-KD使IFNγ诱导的HLA-ABC和PD-L1表达显著升高(图3B),且这种升高并非由肿瘤细胞外的自分泌因子调节(图3C)。通过流式细胞术和免疫荧光分析也证实,BIRC2缺失细胞在IFNγ刺激下,细胞膜上HLA-ABC和PD-L1表达明显增加(图3D、E) 。在Hepa1-6-OVA细胞中也得到了类似结果,且BIRC2-KO促进了肿瘤抗原呈递。
图3 BIRC2抑制IFNγ诱导的HLA-ABC和PD-L1的表达
注:A. 对感染shBIRC2的PLC细胞中上调的显著通路进行KEGG分析。B. 感染shBIRC2并经IFNγ处理的PLC细胞中HLA-ABC和PD-L1的表达。C. 感染shBIRC2并在条件培养基中培养的PLC细胞HLA-ABC和PD-L1的表达。D. HLA-ABC和PD-L1的细胞膜表达。E. HLA-ABC和PD-L1的表达及亚细胞定位。
研究人员进一步探究BIRC2对相关信号通路的影响,发现BIRC2-KD不影响IFNγ诱导的IFNγ受体1(IFNGR1)表达以及JAK/STAT家族蛋白的磷酸化(图4A),但会加速非经典NFκB通路的激活,而对经典NFκB通路无调节作用(图4B-C)。BIRC2-KD不会激活IRF1,却促进了NFκB p52的核积累(图4D、E),免疫荧光证实了NFκB p52从细胞质向细胞核的转位(图4F)。
图4 BIRC2使肝癌细胞中的非经典NFκB通路失活
注:A. IFNγR1的表达以及JAK/STAT家族蛋白的磷酸化情况。B. NFκB p65的磷酸化和NFκB p105/p50的加工过程。C. NFκB p100/p52的加工过程。D. IRF1的核积累情况。E. NFκB p65、p50和p52的核积累情况。F. NFκB p65和p52的核转位情况。
通过共免疫沉淀(co-IP)结合液相色谱串联质谱(LC/MS),研究人员发现BIRC2与非经典NFκB通路的上游关键激酶NIK存在直接相互作用。BIRC2作为E3连接酶,可促进NIK的泛素化依赖降解(图5C)。在蛋白酶体抑制剂MG132存在的情况下,HLA-ABC和PD-L1水平大幅增加(图5D);选择性NIK抑制剂B022则可逆转BIRC2对IFNγ诱导的HLA-ABC和PD-L1表达的抑制作用(图5E),表明BIRC2通过调节NIK影响IFNγ应答。
图5 BIRC2与NIK相互作用并介导其泛素化依赖的降解
注:A. BIRC2和NIK的共定位情况。B. PLC和HEK293T细胞中BIRC2和NIK的共免疫沉淀(co-IP)实验。C. 感染shBIRC2的PLC细胞中的泛素化共免疫沉淀实验。D. 感染shBIRC2并经IFNγ和MG132处理的PLC细胞中HLA-ABC和PD-L1的表达。E. 感染shBIRC2并经IFNγ和B022处理的PLC细胞中HLA-ABC和PD-L1的细胞膜表达。
IRC2受TNFα调控且阻断BIRC2可抑制肿瘤生长、增强免疫治疗效果
研究发现,TNFα可显著上调BIRC2在mRNA和蛋白水平的表达。对BIRC2基因启动子序列分析发现,存在两个NFκB p65潜在结合位点,双荧光素酶报告基因实验和ChIP分析证实,TNFα通过NFκB p65结合位点促进BIRC2转录。
研究人员选用BIRC2抑制剂LCL161进行后续实验,其在PLC细胞中可显著增强IFNγ诱导的细胞凋亡,提高HLA-ABC和PD-L1表达。在DEN/CCl₄和c-Myc原位肝癌模型中,LCL161治疗显著减少了肿瘤数量和大小,促进淋巴细胞浸润,增加CD8⁺和CD4⁺ T细胞数量,降低肿瘤组织中BIRC2蛋白水平。
LCL161可增强T细胞功能,促进效应细胞因子IFNγ和TNFα的产生。RNA-seq显示,LCL161处理T细胞后,炎症反应是受影响最显著的生物学过程,Western blot分析表明其激活了T细胞中的非经典NFκB通路。在体内实验中,LCL161处理使肿瘤浸润淋巴细胞中的CD8⁺和CD4⁺ T细胞呈现效应表型,IFNγ和TNFα产生增加,且LCL161对T细胞的激活和增殖无显著影响,也不调节T细胞受体(TCR)的下游信号,但BIRC2过表达会促进T细胞耗竭。
在联合治疗实验中,小鼠接受过继性T细胞转移(ACT)治疗后,分别给予LCL161、抗PD-1抗体或两者联合治疗。结果显示,联合治疗组的治疗效果最佳,肿瘤生长抑制明显,生存时间显著延长(图6A-C) 。联合治疗还增强了肿瘤特异性OT-I T细胞的效应功能,血清中IFNγ和TNFα水平升高(图6D、E),肿瘤细胞凋亡增加(图6F)。在DEN/CCl₄模型中,联合治疗同样展现出良好的疗效(图6G)。
图6 BIRC2阻断增强抗PD-1治疗的疗效
注:A. 在Hepa1-6-OVA/OT-I模型中,接受LCL161、抗PD-1抗体或联合治疗的肿瘤的代表性图像。B. Hepa1-6-OVA/OT-I模型的肿瘤生长曲线。C. Hepa1-6-OVA/OT-I模型的生存曲线。D. OT-I T细胞中IFNγ和TNFα的产生情况。E. 治疗小鼠血清中IFNγ和TNFα的水平。F. TUNEL染色的代表性图像。G. 在DEN/CCl₄模型中,接受LCL161、抗PD-1抗体或联合治疗的肿瘤的代表性图像。H. 本研究的示意图模型。
最后,研究人员评估了NIK和HLA-ABC在肝癌患者中的表达,发现高NIK和HLA-ABC表达与较好的OS、DFS和PFS相关,且它们与BIRC2表达呈负相关。而PD-L1表达与患者生存结局无明显相关性,与BIRC2表达的负相关也无统计学意义。
总结
这篇文章围绕BIRC2在肝癌免疫治疗中的作用展开了全面且深入的研究。研究人员通过全基因组筛选和多模型验证,成功锁定BIRC2为肝癌免疫逃逸的关键基因,详细解析了其作用机制,并验证了阻断BIRC2在增强免疫治疗效果方面的显著作用。
该研究的独特价值在于,首次系统地揭示了BIRC2在肝癌免疫逃逸中的核心作用机制,为肝癌免疫治疗提供了全新的潜在靶点。以往针对肝癌免疫治疗耐药机制的研究较少涉及肿瘤内在基因,本研究填补了这一空白,让我们对肝癌免疫逃逸的认识上升到新高度。而且,研究中使用的BIRC2抑制剂LCL161在多种肝癌模型中展现出良好的治疗效果,这为未来临床开发针对BIRC2的靶向治疗药物奠定了坚实的基础,有望为肝癌患者带来更有效的治疗方案,显著改善他们的生存预后。
参考文献
Fu L, Li S, Mei J, et al. BIRC2 blockade facilitates immunotherapy of hepatocellular carcinoma[J]. Molecular Cancer, 2025, 24(1): 113.
导语:肝癌作为全球范围内癌症相关死亡的重要原因,严重威胁着人们的健康。近年来,免疫疗法为众多恶性肿瘤的治疗带来了新的曙光,在肝癌治疗方面也展现出一定潜力,像PD-1/PD-L1阻断疗法在肝癌的1/2期临床试验中,就呈现出了令人期待的治疗前景。然而,现实却不尽如人意,在关键的3期研究中,单药抗PD-1抗体不仅在延长患者生存期方面效果欠佳,而且总体缓解率也较低,仅约15%。即便采用联合治疗策略,如抗PD-L1联合抗VEGF疗法,虽然取得了一定进展,但整体缓解率依然有限,高达70%的患者会出现耐药情况。
免疫疗法困境待解,
BIRC2成肝癌治疗新希望?
在这样的背景下,2025年,Molecular Cancer杂志发表了一篇题为“BIRC2 blockade facilitates immunotherapy of hepatocellular carcinoma”的文章,为肝癌免疫治疗的困境带来了新的突破点。当前,肿瘤内在的免疫治疗耐药机制研究较少,而该研究创新性地聚焦于肿瘤内在基因,通过全基因组CRISPR/Cas9筛选,精准地找到了 BIRC2 这个关键基因,发现它在肝癌细胞的免疫逃逸过程中扮演着重要角色,这无疑为后续的治疗研究指明了新方向。
全基因组筛选联合多模型验证,如何锁定关键基因BIRC2?
本研究是一项多层面的探索性研究,旨在挖掘肝癌免疫逃逸的关键基因,剖析其作用机制,并探究针对该基因的干预措施对肝癌免疫治疗的影响。
在样本选择上,研究人员选用了Hepa1-6-OVA细胞,并将其与激活的OT-I T细胞共培养。实验分组主要围绕对BIRC2基因的不同处理展开,设置了BIRC2敲除(KO)组、BIRC2敲低(KD)组以及相应的对照组。干预措施包括利用CRISPR/Cas9技术进行BIRC2基因的单基因敲除,使用shRNA实现BIRC2基因的稳定敲低,以及运用小分子抑制剂(如LCL161)对BIRC2进行抑制。
研究的主要评价指标涵盖了细胞层面的变化,如细胞凋亡率、克隆形成能力、相关蛋白表达水平;动物模型层面则关注肿瘤生长情况、肿瘤组织中免疫细胞浸润程度;临床层面聚焦患者的生存预后、免疫治疗疗效与BIRC2表达的相关性。次要评价指标包括对相关信号通路的影响,像NFκB通路、IFNγ响应通路等的变化情况。通过多维度的实验设计,全面且深入地探究BIRC2在肝癌免疫治疗中的作用。
BIRC2高表达关联不良预后,阻断它能否增强免疫疗效?
IRC2是肝癌肿瘤内在的免疫逃逸基因
研究人员通过将Hepa1-6-OVA细胞导入全基因组CRISPR/Cas9敲除文库,并使其与激活的OT-I T细胞共培养,发现BIRC2是关键的免疫逃逸基因(图1A)。深度测序显示,共有291个基因存在sgRNA缺失,282个基因有sgRNA富集,BIRC2是排名最靠前的候选基因(图1B)。利用CRISPR/Cas9技术进行BIRC2单基因敲除后,在与肿瘤特异性OT-I T细胞共培养体系中,BIRC2-KO的Hepa1-6-OVA细胞凋亡显著增加(图1D),克隆形成能力降低(图1E)。将BIRC2-KO的Hepa1-6-OVA细胞分别植入免疫健全的C57BL/6J小鼠和免疫缺陷的NSG小鼠体内,结果显示在C57BL/6J小鼠中肿瘤形成延迟(图1F),而在NSG小鼠中对肿瘤生长无影响,这表明BIRC2在免疫逃逸中发挥关键作用,且这种作用依赖于机体的适应性免疫。
图1 BIRC2是肿瘤内在的免疫逃逸基因
注:A. CRISPR/Cas9筛选过程的示意图。B. 火山图展示了用OT-I T细胞攻击的Hepa1-6-OVA细胞与对照CD8+ T细胞相比,sgRNA的标准化倍数变化,突出显示了选定的排名靠前的候选基因。C. 竞争实验的示意图。D. 用OT-I T细胞攻击后,感染sgBIRC2的Hepa1-6-OVA细胞的凋亡情况。E. 用OT-I T细胞攻击后,感染sgBIRC2的Hepa1-6-OVA细胞的克隆形成情况。F. Hepa1-6-OVA细胞在NSG和C57BL/6J小鼠中的肿瘤生长情况。
对C57BL/6J小鼠肿瘤组织进行免疫组化染色发现,BIRC2-KO肿瘤中CD8⁺和CD4⁺ T细胞浸润显著增加,还出现了三级淋巴结构,B细胞密度也有所上升,而MDSCs、TAMs和癌症相关成纤维细胞(CAFs)无明显差异,说明BIRC2缺失可促进免疫刺激的肿瘤微环境形成。在人肝癌细胞中,研究人员选取BIRC2表达最高的PLC/PRF/5细胞进行敲低实验,结果显示BIRC2-KD在体外对细胞增殖有适度抑制,在体内对NSG小鼠肿瘤生长无明显影响,但与激活的外周血单个核细胞(PBMC)共培养时,会显著增加肝癌细胞凋亡,抑制克隆形成。
IRC2表达与肝癌患者不良预后及免疫治疗耐药相关
研究人员检测了肝癌组织中BIRC2的表达,发现肿瘤组织中BIRC2蛋白和mRNA表达均高于癌旁非肿瘤肝组织。对765例肝癌患者的组织芯片进行免疫组化分析,发现BIRC2表达与患者的性别、年龄、肿瘤大小、血管侵犯等临床病理特征无显著相关性,但与肿瘤浸润的CD8⁺和CD4⁺ T细胞数量呈显著负相关(图2B-D)。高BIRC2表达的患者总生存期(OS)和无病生存期(DFS)更短(图2E、F)。
图2 BIRC2表达与肝癌患者的不良生存和对免疫检查点阻断(ICB)的耐药相关
注:A. 肝癌组织中BIRC2的代表性苏木精-伊红(HE)和免疫组化(IHC)图像。B. 高BIRC2组和低BIRC2组中CD8和CD4的代表性免疫组化图像。C. 高BIRC2组和低BIRC2组中CD8+和CD4+ T细胞的数量。D. 高BIRC2组和低BIRC2组中肿瘤浸润淋巴细胞的代表性图像。E. 比较肝癌患者中高BIRC2表达和低BIRC2表达的总生存期(OS)的Kaplan-Meier分析(n=765)。F. 比较肝癌患者中高BIRC2表达和低BIRC2表达的无病生存期(DFS)的Kaplan-Meier分析(n=765)。G. 比较接受联合免疫治疗的肝癌患者中高BIRC2表达和低BIRC2表达的总生存期(OS)的Kaplan-Meier分析(n=144)。H. 比较接受抗PD-1联合乐伐替尼治疗的肝癌患者中高BIRC2表达和低BIRC2表达的无进展生存期(PFS)的Kaplan-Meier分析(n=47)。
进一步分析发现,高BIRC2表达与不良临床结局相关,在不同病因的肝癌中,BIRC2表达无显著差异,但在HBV和NASH相关肝癌亚组中,高BIRC2表达仍提示较短的OS。在接受联合免疫治疗的144例患者中,高BIRC2表达与较短的OS显著相关(图2G)。在47例接受抗PD-1联合乐伐替尼治疗的HBV相关肝癌患者中,高BIRC2表达患者的无进展生存期(PFS)更差(图2H)。此外,分析还表明高BIRC2表达与黑色素瘤不良预后相关,且会削弱CTL在黑色素瘤和肺癌中的生存获益。
IRC2对IFNγ应答及相关信号通路的调控作用
通过RNA测序(RNA-seq),KEGG和GSEA分析均表明IFNγ应答是受BIRC2影响最显著的生物学过程(图3A)。在HCC细胞中,BIRC2-KD增强了IFNγ诱导的生长抑制和细胞凋亡,caspase和PARP蛋白的切割增加。同时,BIRC2-KD使IFNγ诱导的HLA-ABC和PD-L1表达显著升高(图3B),且这种升高并非由肿瘤细胞外的自分泌因子调节(图3C)。通过流式细胞术和免疫荧光分析也证实,BIRC2缺失细胞在IFNγ刺激下,细胞膜上HLA-ABC和PD-L1表达明显增加(图3D、E) 。在Hepa1-6-OVA细胞中也得到了类似结果,且BIRC2-KO促进了肿瘤抗原呈递。
图3 BIRC2抑制IFNγ诱导的HLA-ABC和PD-L1的表达
注:A. 对感染shBIRC2的PLC细胞中上调的显著通路进行KEGG分析。B. 感染shBIRC2并经IFNγ处理的PLC细胞中HLA-ABC和PD-L1的表达。C. 感染shBIRC2并在条件培养基中培养的PLC细胞HLA-ABC和PD-L1的表达。D. HLA-ABC和PD-L1的细胞膜表达。E. HLA-ABC和PD-L1的表达及亚细胞定位。
研究人员进一步探究BIRC2对相关信号通路的影响,发现BIRC2-KD不影响IFNγ诱导的IFNγ受体1(IFNGR1)表达以及JAK/STAT家族蛋白的磷酸化(图4A),但会加速非经典NFκB通路的激活,而对经典NFκB通路无调节作用(图4B-C)。BIRC2-KD不会激活IRF1,却促进了NFκB p52的核积累(图4D、E),免疫荧光证实了NFκB p52从细胞质向细胞核的转位(图4F)。
图4 BIRC2使肝癌细胞中的非经典NFκB通路失活
注:A. IFNγR1的表达以及JAK/STAT家族蛋白的磷酸化情况。B. NFκB p65的磷酸化和NFκB p105/p50的加工过程。C. NFκB p100/p52的加工过程。D. IRF1的核积累情况。E. NFκB p65、p50和p52的核积累情况。F. NFκB p65和p52的核转位情况。
通过共免疫沉淀(co-IP)结合液相色谱串联质谱(LC/MS),研究人员发现BIRC2与非经典NFκB通路的上游关键激酶NIK存在直接相互作用。BIRC2作为E3连接酶,可促进NIK的泛素化依赖降解(图5C)。在蛋白酶体抑制剂MG132存在的情况下,HLA-ABC和PD-L1水平大幅增加(图5D);选择性NIK抑制剂B022则可逆转BIRC2对IFNγ诱导的HLA-ABC和PD-L1表达的抑制作用(图5E),表明BIRC2通过调节NIK影响IFNγ应答。
图5 BIRC2与NIK相互作用并介导其泛素化依赖的降解
注:A. BIRC2和NIK的共定位情况。B. PLC和HEK293T细胞中BIRC2和NIK的共免疫沉淀(co-IP)实验。C. 感染shBIRC2的PLC细胞中的泛素化共免疫沉淀实验。D. 感染shBIRC2并经IFNγ和MG132处理的PLC细胞中HLA-ABC和PD-L1的表达。E. 感染shBIRC2并经IFNγ和B022处理的PLC细胞中HLA-ABC和PD-L1的细胞膜表达。
IRC2受TNFα调控且阻断BIRC2可抑制肿瘤生长、增强免疫治疗效果
研究发现,TNFα可显著上调BIRC2在mRNA和蛋白水平的表达。对BIRC2基因启动子序列分析发现,存在两个NFκB p65潜在结合位点,双荧光素酶报告基因实验和ChIP分析证实,TNFα通过NFκB p65结合位点促进BIRC2转录。
研究人员选用BIRC2抑制剂LCL161进行后续实验,其在PLC细胞中可显著增强IFNγ诱导的细胞凋亡,提高HLA-ABC和PD-L1表达。在DEN/CCl₄和c-Myc原位肝癌模型中,LCL161治疗显著减少了肿瘤数量和大小,促进淋巴细胞浸润,增加CD8⁺和CD4⁺ T细胞数量,降低肿瘤组织中BIRC2蛋白水平。
LCL161可增强T细胞功能,促进效应细胞因子IFNγ和TNFα的产生。RNA-seq显示,LCL161处理T细胞后,炎症反应是受影响最显著的生物学过程,Western blot分析表明其激活了T细胞中的非经典NFκB通路。在体内实验中,LCL161处理使肿瘤浸润淋巴细胞中的CD8⁺和CD4⁺ T细胞呈现效应表型,IFNγ和TNFα产生增加,且LCL161对T细胞的激活和增殖无显著影响,也不调节T细胞受体(TCR)的下游信号,但BIRC2过表达会促进T细胞耗竭。
在联合治疗实验中,小鼠接受过继性T细胞转移(ACT)治疗后,分别给予LCL161、抗PD-1抗体或两者联合治疗。结果显示,联合治疗组的治疗效果最佳,肿瘤生长抑制明显,生存时间显著延长(图6A-C) 。联合治疗还增强了肿瘤特异性OT-I T细胞的效应功能,血清中IFNγ和TNFα水平升高(图6D、E),肿瘤细胞凋亡增加(图6F)。在DEN/CCl₄模型中,联合治疗同样展现出良好的疗效(图6G)。
图6 BIRC2阻断增强抗PD-1治疗的疗效
注:A. 在Hepa1-6-OVA/OT-I模型中,接受LCL161、抗PD-1抗体或联合治疗的肿瘤的代表性图像。B. Hepa1-6-OVA/OT-I模型的肿瘤生长曲线。C. Hepa1-6-OVA/OT-I模型的生存曲线。D. OT-I T细胞中IFNγ和TNFα的产生情况。E. 治疗小鼠血清中IFNγ和TNFα的水平。F. TUNEL染色的代表性图像。G. 在DEN/CCl₄模型中,接受LCL161、抗PD-1抗体或联合治疗的肿瘤的代表性图像。H. 本研究的示意图模型。
最后,研究人员评估了NIK和HLA-ABC在肝癌患者中的表达,发现高NIK和HLA-ABC表达与较好的OS、DFS和PFS相关,且它们与BIRC2表达呈负相关。而PD-L1表达与患者生存结局无明显相关性,与BIRC2表达的负相关也无统计学意义。
总结
这篇文章围绕BIRC2在肝癌免疫治疗中的作用展开了全面且深入的研究。研究人员通过全基因组筛选和多模型验证,成功锁定BIRC2为肝癌免疫逃逸的关键基因,详细解析了其作用机制,并验证了阻断BIRC2在增强免疫治疗效果方面的显著作用。
该研究的独特价值在于,首次系统地揭示了BIRC2在肝癌免疫逃逸中的核心作用机制,为肝癌免疫治疗提供了全新的潜在靶点。以往针对肝癌免疫治疗耐药机制的研究较少涉及肿瘤内在基因,本研究填补了这一空白,让我们对肝癌免疫逃逸的认识上升到新高度。而且,研究中使用的BIRC2抑制剂LCL161在多种肝癌模型中展现出良好的治疗效果,这为未来临床开发针对BIRC2的靶向治疗药物奠定了坚实的基础,有望为肝癌患者带来更有效的治疗方案,显著改善他们的生存预后。
参考文献
Fu L, Li S, Mei J, et al. BIRC2 blockade facilitates immunotherapy of hepatocellular carcinoma[J]. Molecular Cancer, 2025, 24(1): 113.