Adv Sci | 江苏省人民医院淋巴瘤中心团队揭示cGAS-STING通路在外周T细胞淋巴瘤作用新机制

发布时间：2024-01-15 10:01:56  

外周T细胞淋巴瘤(PTCL)是一种高度异质的成熟T细胞恶性肿瘤，迫切需要创新治疗方案来改善患者预后。干扰素基因环合成酶刺激因子(cGAS-STING)通路与肿瘤进展之间存在密切关联，该通路在肿瘤中具有双重功能，但其在PTCL中的作用尚不清楚。

江苏省人民医院淋巴瘤中心李建勇/范磊/金晖教授，联合南通大学附属医院施文瑜教授团队，利用新格元单细胞平台探索cGAS-STING通路在PTCL中作用及潜在机制，相关研究成果于2023年12月发表在国际著名期刊Advanced Science(IF:15.1)，题为“Targeting the cGAS-STING Pathway Inhibits Peripheral T-cell Lymphoma Progression and Enhances the Chemotherapeutic Efficacy”。 该研究利用scRNA-seq以及单细胞动态转录组(DynaSCOPE^®)等技术，发现cGAS-STING通路表达与PTCL疾病进展密切相关。此外，CDC2样激酶1(CLK1)对cGAS抑制剂治疗后残留肿瘤细胞的存活至关重要，而CLK1抑制增强了肿瘤细胞对cGAS抑制剂的敏感性。

文章用到的新格元单细胞动态转录组(DynaSCOPE^®)技术，能够在单细胞测序信息上添加时间维度，同步检测“新” “旧”RNA转录本，实现单细胞转录动态监测。单细胞动态转录组学分析表明，减少增殖相关的新生RNA是其潜在机制。一线治疗中，化疗引发的DNA损伤激活cGAS-STING通路，cGAS抑制剂可以与化疗药物协同杀伤肿瘤细胞。cGAS-STING通路在PTCL中具有致癌性，而靶向cGAS可抑制肿瘤生长，CLK1是cGAS抑制剂潜在敏感性指标。这些发现为优化PTCL治疗策略带来了新的见解。

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方法流程

主要研究结果

1.scRNA-seq显示RR组中cGAS/STING高表达与肿瘤增殖高度相关

对1例正常淋巴结(NC组)、3例新诊断AITL (ND组)和5例复发难治 AITL (RR组)淋巴结活检组织进行scRNA-seq(图A)，共捕获859 028个细胞，包括6种细胞类型(图B-D)。根据cGAS和STING的表达情况将T细胞分为4组,其中Tfh肿瘤细胞中cGAS、cGAS+/STING+和CSPS(cGAS-STING通路评分)的富集水平高于非Tfh细胞，RR组高于ND组(图F-J)。

作者进一步使用CellChat进行了细胞间相互作用分析，以解析细胞间通讯关系。在cGAS+/STING+ Tfh肿瘤细胞中，肿瘤细胞通过白细胞介素-4 (IL4)及其受体(IL4R)与其他类型细胞的相互作用显著富集(图M)。RR组Tfh肿瘤细胞中IL4和IL4R表达较高，IL4+CD4 T细胞和IL4R+CD20 B细胞显示细胞间存在互作(图N)。图O总结了cGAS-STING通路在AITL中的致瘤作用以及Tfh肿瘤细胞与B细胞的互作情况。

图1 scRNA-seq分析cGAS-STING通路在AITL中的表达和功能

2.单细胞动态转录组测序揭示CLK1抑制剂TG003通过诱导增殖相关新生RNA的减少而起作用

作者使用单细胞动态转录组测序技术，研究CLK1抑制剂TG003和cGAS抑制剂G150如何协同抑制PTCL细胞增殖。通过标记新合成的mRNA来区分三种不同方案治疗后PTCL细胞中转录本的动态变化(图A)。根据总RNA和新生RNA鉴定不同条件下细胞组成，发现联合治疗组中的比例与其他组明显不同，表明联合治疗后转录本发生了明显改变(图B-E)。基于Total RNA发现，G150处理后PTCL细胞中增殖和DNA修复相关通路的富集程度较低(图F)。G150处理后PTCL细胞的拷贝数变异评分增加，联合处理后增加更为明显，这可能与进一步的DNA损伤有关(图G)。根据三组中New、Old或Total RNA进行主成分分析，作者设计了一种方法来计算不同组之间的距离(图H,I)，联合组与其他两组之间的距离都远远大于DMSO与G150组之间的距离(图J)，表明New RNA在导致三种处理条件下表达谱的改变起更关键的作用(图K)。New RNA与Total RNA的比值(NTR)反映了新RNA的合成程度，各组细胞的NTR存在高度异质性(图L)。然而，联合组细胞的NTR远低于DMSO和G150组，表明TG003抑制了New RNA的产生(图M)。通过计算NTR差值，差异最大的TOP 500个基因富集分析表明New RNA减少与细胞增殖和DNA修复之间存在关联(图N)。

图2  基于动态转录组鉴定联合治疗与增殖相关新生RNA减少有关

结论

文章利用单细胞转录组、单细胞动态转录组等多种技术手段，全面阐述了cGAS-STING通路在PTCL中作用及机制。临床治疗中，化疗引发的DNA损伤激活残留肿瘤细胞cGAS-STING通路，该通路通过增强DNA修复和增殖来促进PTCL的进展，引发化疗耐药。本研究提供了cGAS抑制剂联合治疗方案，其中CLK1可能是符合cGAS抑制剂治疗患者的有效筛选指标，为cGAS-STING通路相关抑制剂在PTCL中的临床应用奠定了基础。

参考文献

Targeting the cGAS-STING Pathway Inhibits Peripheral T-cell Lymphoma Progression and Enhances the Chemotherapeutic Efficacy. Adv Sci. 2023 Dec 25:e2306092. doi:10.1002/advs.202306092.