表观调节子EZH2与PD-1/PD-L1信号通路异常在骨髓增生异常综合征免疫逃逸机制中的研究

EZH2 loss-of-function mutation plays an important role in the pathogenesis of myelodysplastic syndrome(MDS). Our previous research has elucidated that EZH2 dysfunction can deregulate the downstreaming hematopoietic-related genes through inhibition of H3K27me3 and HOXA9 and hence lead to ineffective hematopoiesis but its loss-of-function mutation alone can not lead to AML transformation. Based on the literature review and our previous work, we speculated that PD-1/PD-L1 signaling dysregulation was the key pathway to mediate the immune evade mechanism of MDS and this mechanism can be also regulated by epigenetic molecules. Our project hopes to unveil the detailed evade mechanism of MDS based on successful establishment of EZH2 and PD-L1 knock-out MDS derived cell line by CRISPR/Cas9 genome editing and conditional EZH2 knock out mice. In our research, the function of PD-1 ligand, PD-L1, was also investigated in the immune evade mechanism of MDS. These findings will also be further confirmed in the retrospective as well as prospective clinical study. Taken together, our expected research may unveil a new immune evade mechanism regulated by combinational T cell immunity and epigenetic abnormality. This may provide a new theory supporting for targeted therapy in the treatment of MDS.

EZH2失功能突变在骨髓增生异常综合征发病机制中有重要作用。我们前期研究证实其异常可通过H3K27me3及HOXA9调控下游造血基因造成骨髓无效造血，但尚缺乏“二次打击”信号促进其向AML转化。结合文献及工作基础，我们推测PD-1/PD-L1信号通路失衡是介导MDS发生免疫逃避的关键通路，且可能受表观遗传学机制调控。本项目拟在前期工作基础上，利用CRISPR/Cas9技术建立EZH2、PD-L1敲除MDS细胞系模型，结合EZH2基因条件敲除小鼠系统研究在EZH2失功能状态下，PD-1/PD-L1信号通路介导调节性T细胞异常使MDS发生免疫逃逸的具体机制。我们还将比较不同PD-1受体表达对MDS发生免疫逃逸的影响，并在MDS患者前瞻性及回顾性研究中进一步证实。这些研究结果的阐明，有助于揭示MDS恶性克隆演变的关键机制，并为寻找MDS新的靶点治疗提供坚实的理论依据。

骨髓增生异常综合征（MDS）是一组起源于造血干细胞的异质性疾病，免疫逃逸是促进疾病进展的重要一环，但其机制尚未被阐明。我们的研究表明PD-1/PD-L1是该过程的重要的干预靶点。我们设计前瞻性研究，通过流式细胞学、Elisa、Luminex等方法对MDS患者外周血中T细胞亚群表面PD-1分子表达，以及患者血浆中包括sPD-1、sPD-L1在内的可溶性免疫检测点谱的水平，以及既往报道中与PD-1/PD-L1调节相关的多种细胞因子的表达进行了检测。相关结果表明MDS患者外周血中CD3+ T，CD4+ T，CD8+ T，DPT，DNT细胞表面PD-1分子显著低于健康对照。而sPD-L1则明显升高，并且与患者不良的总体预后相关。同时在MDS患者中，sPD-1与sPD-L1的水平正相关，而在健康对照中则不存在此种关系。此外我们还发现sPD-1的表达与CD4+ T表面的PD-1分子正相关，提示其可能是sPD-1分子的来源之一。进一步检测在既往报道中与PD-1/PD-L1调节相关的细胞因子，结果发现TNF-α和sPD-L1的水平正相关。之后我们在体外实验中的研究表明去甲基化药物DAC及IFN-γ能够促进MDS来源细胞系SKM-1表面的PD-L1分子的表达。并进一步通过单细胞测序的方法，对伴pDC的MDS/AML患者骨髓单个核细胞的PD-1/PD-L1通路激活情况进行了研究，发现主要是在CD8+T细胞中，PD-1通路存在异常激活的状态，并且伴随着IFN-γ、IFN-α、TNF-α、IL-6/JAK/STAT3相关通路的上调。我们的研究首次报导了PD-1/PD-L1通路异常中sPD-L1的异常表达对MDS患者总体预后存在不良影响，同时也探索了异常的免疫微环境对MDS细胞表面PD-L1分子可能的调控机制，并且我们通过单细胞测序技术验证了伴pDC的MDS/AML患者骨髓中CD8+T细胞PD-1通路激活状态。本课题的进一步深入研究，明确了以PD-1/PD-L1通路为靶点的免疫治疗策略对MDS患者，尤其是伴去甲基化耐药患者的理论依据的治疗靶点，具有重要临床转化价值。本项目开展过程中发表Q1类期刊论文8篇，Q2类2篇，其他2篇，美国血液学会议文章3篇，并资助了两项MDS相关临床试验。申请者获得2022年国家万人计划“青年拔尖”人才，该课题共系统培养1名博士研究生及2名硕士研究生。