Prime 编辑 (PE) 是一种强大的基因组工程方法,能够将碱基替换、插入和删除引入任何给定的基因组位点。然而,PE 的效率差异很大,不仅取决于目标基因组区域,还取决于编辑细胞的遗传背景。在这里,为了确定哪些细胞因素会影响 PE 效率,我们针对 32 个 DNA 修复因子进行了有针对性的遗传筛选,涵盖了所有已报道的修复途径。我们表明,根据细胞系和编辑类型,错配修复 (MMR) 的消融可使 PE 效率提高 2-17 倍,涵盖多种人类细胞系、编辑类型和基因组位点。关键 MMR 因子 MLH1 和 MSH2 在 PE 位点的积累表明 MMR 直接参与 PE 控制。我们的研究结果为 PE 机制提供了新的见解,并提出了如何优化其效率。
摘要 背景 错配修复缺陷 (dMMR) 是免疫检查点阻断 (ICB) 反应的一个公认的生物标志物。将 MMR 熟练 (pMMR) 转化为 dMMR 表型以使肿瘤对 ICB 敏感的策略受到高度追捧。含溴结构域 4 (BRD4) 抑制和 ICB 的结合提供了有希望的抗肿瘤作用。然而,其潜在机制仍然未知。在这里,我们发现 BRD4 抑制会在癌症中诱导持续的 dMMR 表型。方法我们通过对癌症基因组图谱和临床蛋白质组肿瘤分析联盟数据进行生物信息学分析以及对卵巢癌标本的免疫组织化学 (IHC) 评分进行统计分析,证实了 BRD4 与错配修复 (MMR) 之间的相关性。通过定量逆转录 PCR、蛋白质印迹和 IHC 测量 MMR 基因 (MLH1、MSH2、MSH6、PMS2)。通过全外显子组测序、RNA 测序、MMR 检测和次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶基因突变检测确认 MMR 状态。在体内和体外诱导 BRD4i AZD5153 耐药模型。通过细胞系之间的染色质免疫沉淀和来自 Cistrome 数据浏览器的数据研究了 BRD4 对 MMR 基因转录的影响。在体内证明了对 ICB 的治疗反应。通过流式细胞术测量了肿瘤免疫微环境标志物,例如 CD4、CD8、TIM-3、FOXP3。结果我们在转录和翻译方面确定了 BRD4 和 MMR 基因之间的正相关性。此外,BRD4 转录抑制会降低 MMR 基因表达,导致 dMMR 状态和突变负荷升高。此外,长期暴露于 AZD5153 可在体内和体外促进持久的 dMMR 特征,增强肿瘤的免疫原性,并且尽管获得了耐药性,但仍增加了对 α - 程序性死亡配体-1 疗法的敏感性。
人类基因组中约有 3% 由微卫星或短串联重复序列 (STR) 组成。这些 STR 通常不稳定,重复单元数量会高频扩张(增加)或收缩(减少)。一些微卫星不稳定性 (MSI) 出现在单个细胞内的多个 STR 中,并且与某些类型的癌症有关。第二种 MSI 形式的特点是单个基因特异性 STR 的扩增,这种扩增是 40 多种人类遗传疾病的罪魁祸首,这些疾病被称为重复扩增疾病 (RED)。虽然错配修复 (MMR) 通路可防止全基因组 MSI,但新出现的证据表明,一些 MMR 因子直接参与产生 RED 中的扩增。因此,MMR 抑制某些形式的扩增,而一些 MMR 因子则在其他情况下促进扩增。本综述将介绍 MMR 对哺乳动物细胞中微卫星扩增的矛盾影响。
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1 实验室转化肿瘤学,影像和癌症分部,乌得勒支大学医学中心,3584 CX 乌得勒支,荷兰;e.kucukkose@umcutrecht.nl(EK);c.roelse@umcutrecht.nl(CMR);sjvanschelven@umcutrecht.nl(SJvS);daeraats@umcutrecht.nl(DAER);j.laoukili@umcutrecht.nl(JL)2 影像和癌症分部,医学肿瘤学系,乌得勒支大学医学中心,3584 CX 乌得勒支,荷兰;gewensink@umcutrecht.nl(GEW);m.koopman-6@umcutrecht.nl(MK)3 Hubrecht 类器官技术基金会,3584 CM 乌得勒支,荷兰; s.boj@hub4organoids.nl 4 乌得勒支大学类器官技术乌得勒支平台,3584 CX 乌得勒支,荷兰 * 通讯地址:j.roodhart@umcutrecht.nl (JMLR);o.kranenburg@umcutrecht.nl (OK);电话:+31-88-7556265 (JMLR);+31-88-7559632 (OK) † 两位作者贡献相同。‡ 两位作者为最后作者。
作者手稿已通过同行评审并接受出版,但尚未编辑。作者手稿于 2021 年 4 月 9 日首次在线发表;DOI:10.1158/2159-8290.CD-20-1508