Targeting NQO1+ tumor to trigger innate and adaptive immunity

靶向 NQO1 肿瘤以触发先天性和适应性免疫

基本信息

  • 批准号:
    10654624
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 44.15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-07-13 至 2025-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

ABSTRACT    Our  long-­term  goal  is  to  develop  novel  antitumor  therapies  to  treat  cancer  with  elevated  (>  100-­fold)  levels  of  NAD(P)H:quinone  oxidoreductase  1  (NQO1).  β-­Lapachone  (β-­lap),  an  NQO1  bioactivatable  drug,  selectively  targets  NQO1+  tumors  and  is  activated  by  NQO1  to  generate  reactive  oxygen  species  (ROS),  leading  to  extensive DNA damage and PARP1-­driven tumor programmed necrosis. Our preliminary studies demonstrate  that both neutrophil-­mediated innate immunity and CD8-­mediated adaptive immunity are required for antitumor  efficacy  of  β-­lap  in  vivo.  Furthermore, our previous  studies  reveal  that targeting  NQO1  potently  triggers  innate  sensing  within  tumor  microenvironment  (TME)  that  synergizes  with  immunotherapy  to  overcome  adaptive  resistance.  Our  objective  here  is  to  define  and  delineate  the  mechanism(s)  of  tumor-­specific  ROS  and  DNA  damage induced by β-­lap that stimulates antitumor immunity, and determine how β-­lap synergizes with immune  checkpoint blockade therapy. Our central hypothesis is that (i) β-­lap treatment triggers immunogenic cell death  (ICD) and induces damage-­associated molecular patterns (DAMPs) release;; (ii) phagocytes/antigen-­presenting  cells  (APCs)  recruitment  promotes  cross-­priming  of  cytotoxic  T  cells  (CTLs)  for  suppression  of  tumor  by  increasing antigen/DNA uptake and type I interferons (IFNs) production;; and (iii) upregulated PD-­L1 within TME  contributes  to  tumor  relapse  and  provides  therapeutic  window  for  combination  therapy  of  β-­lap  with  immune  checkpoint  blockade.  We  propose  the  following  Specific  Aims.  AIM  1:  Elucidate  the  mechanism  of  β-­lap-­ triggered ICD for innate immune sensing. Our working hypothesis is that β-­lap triggers ICD for innate sensing  via the release of DAMPs. We will assess the ability of β-­lap to stimulate tumor ICD in vivo by therapeutic vaccine  assay. We will also determine which type(s) of tumor DNA (genomic or mitochondrial) is the major source(s) of  IFNs production after β-­lap treatment. AIM 2: Define how tumor cells and immune cells cross-­talk occurs  in β-­lap-­induced antitumor immunity. Our working hypothesis is that β-­lap-­induced neutrophils cross-­prime T  cells directly or interact with DCs/macrophages to prime T cells. We will determine the effects of β-­lap treatment  on  cGAS/STING/IFNs  involved  in  T  cells  cross-­priming.  AIM  3:  Determine  the  mechanism  by  which  β-­lap  synergizes  with  immune  checkpoint  blockade  therapy  to  efficaciously  kill  NQO1+  tumors.  Our  working  hypothesis is that increased PD-­L1 within TME contributes to tumor relapse of large tumors after initial responses  to  β-­lap.  We  will  determine  in  which type(s)  of  cells  PD-­L1 expression  is upregulated  within  TME.  We  will  also  determine which type(s) of PD-­L1-­expressing cells is essential for the synergistic effect in mice with conditional  deficiencies of  PD-­L1  on tumors,  DCs  or  macrophages.  IMPACT:  These  studies  will delineate  the  role  of  β-­lap  in tumor-­selective innate sensing that leads to T cell-­dependent tumor control. Further, we will elucidate how β-­ lap  overcomes  adaptive  resistance  to  anti-­PD-­L1  therapy.  This  research  will  provide  novel  evidence  for  new  combination therapy for NQO1+ solid tumors and broaden the clinical utility of immune checkpoint inhibitors.
抽象的   我们的长期目标是开发新型的抗肿瘤疗法,以升高(> 100倍)的癌症治疗癌症 NAD(P)H:喹酮氧化还原酶1(NQO1)。 NQO1生物活化药物,有选择性地 靶向NQO1+肿瘤,并被NQO1激活以产生活性氧(ROS),导致 广泛的DNA损伤和PARP1驱动的肿瘤编程坏死。我们的初步研究表明 抗肿瘤需要中性粒细胞介导的先天免疫和CD8介导的适应性免疫 β-大束在体内的功效。此外,我们以前的研究表明,针对NQO1潜在的靶向可能会触发先天性 在肿瘤微环境(TME)内感测,可以通过免疫疗法协同克服适应性 反抗。我们的目的是定义和描述肿瘤特异性ROS和DNA的机制 由β-宽带造成的损害,β-宽带刺激了抗弱者免疫,并确定β-宽度如何与免疫协同作用 检查点封锁治疗。我们的中心假设是(i)β-束治疗触发免疫原性死亡 (ICD)并诱导与损伤相关的分子模式(潮湿)释放; (ii)吞噬细胞/抗原呈递 募集的细胞(APC)促进细胞毒性T细胞(CTL)的交叉染色,以抑制肿瘤 增加抗原/DNA摄取和I型干扰素(IFNS)生产; (iii)在TME内上调PD-L1 有助于肿瘤的释放,并为β-宽合并和免疫的结合治疗提供治疗窗口 检查点封锁。我们提出以下特定目标。  AIM 1:阐明β-拉普 - 的机制 触发了ICD先天免疫感应。我们的工作假设是β-大束触发了ICD用于先天感应的ICD 通过潮湿的释放。我们将评估通过治疗疫苗在体内刺激肿瘤ICD的能力 测定。我们还将确定哪种类型的肿瘤DNA(基因组或线粒体)是主要来源 β-大束治疗后的IFN产生。 AIM 2:定义肿瘤细胞和免疫细胞如何串扰 在β-lap诱导的抗毒液免疫中。我们的工作假设是β-宽诱导的中性粒细胞交叉prime T 细胞直接或与DC/巨噬细胞相互作用,与质子T细胞相互作用。我们将确定β-束处理的影响 在CGA/sting/IFN上参与T细胞交叉染色。 AIM 3:确定β-盖的机制 与免疫检查点阻断疗法协同作用,有效地杀死NQO1+肿瘤。我们的工作 假设是,TME内的PD-L1增加在初始反应后导致大肿瘤的肿瘤缓解 到β-盖。我们将确定在TME中更新的细胞PD-L1表达类型。我们也会 确定哪种表达PD-L1的细胞的类型对于与条件的小鼠的协同作用至关重要 肿瘤,DC或巨噬细胞上PD-L1的缺陷。影响:这些研究将描述β-束的作用 在导致T细胞依赖性肿瘤控制的肿瘤选择性感应中。此外,我们将阐明如何β- 克服对抗PD-L1治疗的自适应耐药性。这项研究将为新的新证据提供新的证据 NQO1+实体瘤的组合疗法,并扩大免疫检查点抑制剂的临床实用性。

项目成果

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专利数量(0)
β-Lapachone Selectively Kills Hepatocellular Carcinoma Cells by Targeting NQO1 to Induce Extensive DNA Damage and PARP1 Hyperactivation.
  • DOI:
    10.3389/fonc.2021.747282
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Zhao W;Jiang L;Fang T;Fang F;Liu Y;Zhao Y;You Y;Zhou H;Su X;Wang J;Liu S;Chen Y;Wan J;Huang X
  • 通讯作者:
    Huang X
Augmented Concentration of Isopentyl-Deoxynyboquinone in Tumors Selectively Kills NAD(P)H Quinone Oxidoreductase 1-Positive Cancer Cells through Programmed Necrotic and Apoptotic Mechanisms.
  • DOI:
    10.3390/cancers15245844
  • 发表时间:
    2023-12-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Wang, Jiangwei;Su, Xiaolin;Jiang, Lingxiang;Boudreau, Matthew W.;Chatkewitz, Lindsay E.;Kilgore, Jessica A.;Zahid, Kashif Rafiq;Williams, Noelle S.;Chen, Yaomin;Liu, Shaohui;Hergenrother, Paul J.;Huang, Xiumei
  • 通讯作者:
    Huang, Xiumei
Neutrophils: Musketeers against immunotherapy.
  • DOI:
    10.3389/fonc.2022.975981
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
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