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黑色素瘤中增殖性侵入性可塑性和IFNγ信号的动态建模揭示了PD-L1表达异质性的机制
黑色素瘤细胞的抽象背景表型异质性有助于耐药性，增加的转移和免疫逃避性疾病。各自的机制已被据报道，以塑造广泛的肿瘤内和肿瘤间表型异质性，例如IFNγ信号传导和对侵入性过渡的增殖，但是它们的串扰如何影响肿瘤的进展仍然很大程度上难以捉摸。在这里，我们将动态系统建模与散装和单细胞水平的转录组数据分析整合在一起，以研究黑色素瘤表型异质性背后的基本机制及其对适应靶向治疗和免疫检查点抑制剂的影响。我们构建了一个最小的核心监管网络，该网络涉及与此过程有关的转录因子，并确定该网络启用的表型景观中的多个“吸引子”。在三种黑色素瘤细胞系（Malme3，SK-MEL-5和A375）中，通过IFNγ信号传导和增生对浸润性转变对PD-L1的协同控制进行了模型预测。结果我们证明，包括MITF，SOX10，SOX9，JUN和ZEB1的调节网络的新兴动态可以概括有关多种表型共存的实验观察结果（增殖性，神经CREST，类似于神经crest，类似于Invasive），以及可转化的细胞检查和响应的响应，包括对响应的响应，并在响应中进行了响应，并在响应中置于某些响应中，并在构成方面构成了对响应的响应。这些表型具有不同水平的PD-L1，在免疫抑制中驱动异质性。PD-L1中的这种异质性可以通过这些调节剂与IFNγ信号的组合动力学加剧。我们关于黑色素瘤细胞逃避靶向治疗和免疫检查点抑制剂的侵入性转变和PD-L1水平的变化的模型预测在来自体外和体内实验的多个RNA-SEQ数据集中得到了验证。结论我们的校准动力学模型提供了一个测试组合疗法的平台，并为转移性黑色素瘤的治疗提供了理性的途径。可以利用对PD-L1表达，侵入性过渡和IFNγ信号传导增殖的串扰的改进理解，以改善对治疗耐药和转移性黑色素瘤的临床管理。
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肠神经系统（ENS）提供了胃肠道（GI）的内在神经，该神经（GI）具有数百万个神经元和多种神经元亚型和神经胶质细胞的内在神经。ENS调节基本的肠道功能，例如运动，营养摄取和免疫反应，但有关控制ENS神经元规范和分化的基因的基本信息仍然很大程度上未知。ENS神经元数量和组成的缺陷会导致肠道功能障碍，使GI症状具有使人衰弱的症状，并且与例如Hirschsprung病，炎症性肠道疾病，自闭症谱系障碍和神经退行性疾病，例如帕金森氏病。大多数ENS疾病的遗传基础仍然未知。最近的转录组分析已经确定了许多用于调节ENS神经发生的候选基因。然而，对这些候选基因的功能评估显着滞后，因为它们在ENS神经发生中的作用进行了实验性测试是耗时且昂贵的。在这里，我们在斑马鱼中开发了快速，可扩展的F 0 CRISPR基因组编辑筛选，以确定哪些候选基因控制ENS中的神经元发育。概念验证实验针对已知的ENS调节剂SOX10和RET表观稳定突变体具有高效率和精确度，表明我们的方法可靠地使用F 0指导RNA注射的幼虫来识别ENS神经发生（F 0 Crispants）。然后，我们评估10个转录因子基因在调节ENS神经发生和功能方面的作用。靶向2-3个候选基因的引导RNA的池将Cas9蛋白共同注入到一个单细胞阶段PHOX2BB中：GFP转基因斑马鱼胚胎，以直接评估ENS神经元数量的定性变化与6天旧F 0旧F 0 Crispants相比。然后对表现出降低的ENS神经元数的清晰池的靶基因进行单独测试，以鉴定负责任的基因。我们确定了五个转录因子，这些转录因子显示ENS神经元的降低，表明对肠祖细胞细胞分化为ENS神经元。添加了一个简单有效的测试以进一步评估肠道变化，我们发现两个转录因子基因的功能丧失减少了通过肠道标记的荧光标记食物的肠道转运。总而言之，我们的新颖，多步骤但直接的CRISPR筛选方法在斑马鱼中可以测试ENS发育和疾病基因功能的遗传基础，这些遗传基础将促进对转录组，全基因组关联或其他ENS-OMICS研究而产生的流形候选基因的高通量评估。这种体内清晰的屏幕将有助于更好地理解脊椎动物中的ENS神经元发展调节，以及在ENS疾病中出现的问题。