Cancer Discovery：揭示 PD-L1 调控新机制，提供黑色素瘤靶向治疗联合用药潜在新靶点

2022年6月1 日，肿瘤学研究国际顶尖期刊 《Cancer Discovery》发表了加州大学洛杉矶分校 Dr. Roger S. Lo 实验室以博士后杨镇滔及博士生王燕为共同第一作者的题为 “Enhancing PD-L1 Degradation by ITCH during MAPK Inhibitor Therapy Suppresses Acquired Resistance” （在MAPK靶向治疗过程中通过促进 ITCH 介导的 PD-L1 降解抑制肿瘤细胞产生治疗抗性）的长篇研究报告，发现了 PD-L1 蛋白的翻译后修饰全新调控机制，并提出针对该机制的联合用药治疗新方法。 MAPK 靶向治疗是针对黑色素瘤的有效治疗方法，但是肿瘤细胞产生治疗抗性一直是影响病人生存的重大问题。治疗过程中的肿瘤细胞表面的免疫检查点蛋白 PD-L1 表达量上调是肿瘤免疫逃逸及产生治疗抗性的重要原因之一。该文章通过免疫共沉淀及临近标记技术 （Proximity labeling）联合质谱分析发现 E3泛素连接酶 ITCH 可与 PD-L1 相互作用并在多种肿瘤细胞中调控 PD-L1 表达量。

ITCH 通过控制 PD-L1 K46 和 K162 位点的泛素化促进膜定位PD-L1 的内部化及溶酶体降解，从而下调肿瘤细胞表面的 PD-L1 表达。与 T 细胞的体外共培养实验证明了肿瘤细胞 ITCH 表达量的高低可影响 PD-L1 表达从而调节 T 细胞活性。 通过在黑色素瘤 MAPK靶向治疗小鼠模型中进行质谱流式细胞分析（CyTOF）及单细胞 RNA 测序联合单细胞TCR 测序 （scRNAseq/scTCRseq）分析表明，肿瘤细胞 ITCH 表达缺失可导致 PD-L1 表达上调，肿瘤内CD8+ T 细胞浸润减少，调节性 CD4+ T细胞及2型肿瘤相关巨噬细胞增多 （M2-like TAM），从而促进肿瘤逃脱免疫抑制产生治疗抗性。与此相反，肿瘤细胞中 ITCH 高表达可抑制治疗过程中 PD-L1 的上调从而维持肿瘤中 CD8+ 效应T 细胞的增殖和活性，在多种不同基因型导致的黑色素瘤、结肠癌及胰腺癌小鼠模型中均可强烈抑制 MAPK 靶向治疗的抗性产生从而增强治疗效果。 

根据上述研究发现，作者提出激活 ITCH 的 E3 泛素连接酶活性可作为与 MAPK 靶向治疗的联合用药治疗手段。根据 ITCH 体外活性实验进行小分子化合物库的筛选结果，作者发现化合物 AK087 可增强 ITCH 活性，促进 PD-L1 泛素化降解从而降低肿瘤细胞 PD-L1 表达。在多种黑色素瘤 MAPK 靶向治疗小鼠模型中，AK087 与 MAPK抑制剂联用均可抑制治疗抗性的产生而极大增强治疗效果。 该研究在 PD-L1表达调控的分子机制层面做出了新颖而细致的发现，并利用单细胞水平的先进分析方法从肿瘤细胞免疫的角度阐述了肿瘤内源蛋白 ITCH通过调节细胞表面 PD-L1 表达量从而调控肿瘤微环境及治疗抗性的机制，并且根据此机制获得了可增强 MAPK 靶向治疗效果的潜在联用药物，在 PD-L1 的表达调控及黑色素瘤靶向治疗研究领域具有重大且深远的影响。 

示意图： 

 ‍