【Nature子刊】華盛頓大學王艇團隊發(fā)現癌癥免疫治療新靶點
近日,圣路易斯華盛頓大學醫(yī)學院王艇教授在【Nature Genetics】上發(fā)表了一篇題為“Pan-cancer analysis identifies tumor-specific antigens derived from transposable elements"的文章。文章揭示研究人員在轉座因子(TEs)中發(fā)現了一個潛在的癌癥免疫治療新靶點。
在該研究中,研究人員使用了癌癥基因組圖譜(TCGA), 這是一個包含超過2萬個癌癥樣本的數據庫,涵蓋33種不同的癌癥類型和675種癌細胞系。這篇論文主要討論了存在于人類基因組中但經常處于休眠狀態(tài)的轉座因子。
研究背景
轉座因子,顧名思義,是可以將自身插入到其他基因中的DNA片段。由于轉座因子既能給基因組帶來新的遺傳物質,在某些情況中又能像一個開關那樣啟動或關閉某些基因,并常使基因組發(fā)生缺失、重復或倒位等DNA重排,所以它與生物演化有密切的關系,并可能與個體發(fā)育、細胞分化有關。
經典的例子是逆轉錄病毒,它將一些遺傳密碼整合到宿主的基因組中。在基因復制過程中,癌癥允許這些休眠的轉座因子重新獲得它們在癌細胞內的轉座力,并驅動非典型轉錄物的表達,這些轉錄物有時可以在腫瘤樣本中高度表達和廣泛共享。
正因如此,研究人員在不同類型的腫瘤中發(fā)現98%的腫瘤中整合了轉座因子,并發(fā)現這些轉錄物具有產生良性組織中不存在的新肽的潛力。這表明它帶來了一種針對不同癌癥類型腫瘤的新方法。
研究過程
研究團隊首先開發(fā)了一個新的算法TEProF2(TE Promoter Finder 2),用于從轉錄組數據中識別從轉座子開始拼接到基因的嵌合轉錄本(TE-gene chimeric transcripts,TETs)。
然后,他們把TEProF2應用到TCGA數據庫中的10357個腫瘤和729個病人正常組織樣本上,以全面剖析這些轉錄本在33種癌癥類型中的表達。
后續(xù)通過分析TETs在GTEx中11686個正常組織樣本中的表達,篩選出2297個癌細胞特異的TE-基因嵌合轉錄本(tumor-specific TE-gene chimeric transcripts,TS-TETs)。這些轉錄本中有1068個被預測能編碼嵌合蛋白或移碼突變蛋白(tumor-specific TE-gene chimeric proteins,TS-TEPs)。因為這些蛋白是腫瘤特定轉錄本所翻譯的,因此它們具有可以作為免疫療法靶標的極大潛能。
隨后,研究團隊利用CPTAC提供的腫瘤蛋白質譜數據成功確認TS-TEPs在乳腺癌和卵巢癌腫瘤樣本中的存在。此外,他們利用4個細胞系生成HLA-pulldown質譜數據,并從中識別到來自TS-TEPs的抗原。
除了被呈遞為抗原來激活免疫反應外,轉座子與膜蛋白的嵌合蛋白可以標記在癌細胞外表面,從而作為免疫或靶向療法針對的對象。作者利用了質譜、商業(yè)可購以及定制抗體來評估膜結合TS-TEPs的存在。
一項針對癌癥的分析發(fā)現了減少腫瘤的癌癥靶點
研究意義
綜上所述,該研究通過開發(fā)新的算法,從大數據中深入剖析了TE基因嵌合轉錄本在33種不同癌癥類型的表達,強調了它們作為癌癥靶點的可能性,并為免疫療法及腫瘤疫苗開發(fā)提供了大量可針對的潛在靶標。
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