Dissecting the mechanisms of immune surveillance and evasion in liver cancer

项目概要/摘要 癌症的发展伴随着免疫力的动态进化，这是一个众所周知的过程，被称为 免疫编辑 然而，每个阶段之间的过渡的潜在机制，从免疫 监控到最后越狱，还有很多发现。该提案旨在研究肝脏中的免疫编辑 癌症的发展和进展，重点是衰老和转移。 衰老是一个细胞周期 抑制程序，限制受损细胞的扩张，并可引发抗肿瘤免疫，导致其 在体内消除，作为一个有效的屏障，肿瘤发生。 然而，在肿瘤发生期间， 衰老细胞的清除受到损害，从而阻碍了对该过程的更深的机理理解。 我的博士研究旨在确定驱动抗肿瘤免疫反应的关键分子和细胞参与者 在由野生型p53触发的衰老监视期间，已知野生型p53调节癌症免疫。 的 我的论文项目的长期目标是确定衰老细胞如何容易受到 免疫监视以及在癌症发展过程中这些机制如何被逃避或绕过， 进展正如在特定目标1.1- 1.3中所描述的，我的论文工作已经证明， 在免疫活性宿主中引发肝癌消退。使用不同的免疫缺陷小鼠品系 和药理学方法干扰特定的免疫区室，我们的初步数据表明， 适应性免疫在衰老监测中起关键作用。 RNA-测序和质谱分析， 在增殖和衰老肿瘤细胞上进行，并显示了几个衰老细胞富集的细胞 与上皮细胞免疫细胞相互作用相关的表面因子。在具体目标1.4和1.5中，我们的目标是在功能上 询问这些衰老诱导因子作为新的衰老监视效应物的作用， 重点关注抗原呈递途径的调控网络，并通过利用多重体内遗传 在Lowe实验室建立的屏幕。我的博士后研究将继续研究免疫编辑， 从上皮细胞肿瘤的角度到更免疫学的角度，应用于 转移性免疫逃逸的问题该提案旨在研究NK细胞的分子变化， 显示在与转移性细胞发生物理相互作用后，具有对早期转移的控制。在不同 在转移性定植的各个阶段，通过“SynNotch”技术标记与肿瘤细胞接合的NK细胞， 进行单细胞RNA-测序以揭示NK细胞的异质性（特异性目标2.1）和ATAC-测序以揭示 免疫衰竭的潜在表观遗传机制与改变程序的功能扰动 具体目标（2.2）。拟议的博士后研究将增加我们的机械理解 NK生物学在转移爆发期间的作用，为利用先天免疫对抗癌症铺平了新的道路。在 总之，这两个项目将为免疫编辑提供不同的见解，其中阐明的机制可能是 用于开发新的免疫疗法，与现有的免疫疗法联合，以更有效地控制癌症。

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT     Cancer  development  accompanies  with  the  dynamic  evolution  of  immunity,  a  well-­known  process  termed  as  immunoediting.  However,  the  underlying  mechanisms  of  the  transition  between  each  phase,  from  immune  surveillance to final escape, still remain a lot to discover. This proposal aims to study immunoediting during liver  cancer development and progression,  with  a  focus  on  senescence and  metastasis.  Senescence  is a  cell  cycle  arrest program that limits the expansion of damaged cells and can trigger anti-­tumor immunity that leads to their  elimination  in  vivo,  serving  as  a  potent  barrier  to  tumorigenesis.  However,  during  tumor  initiation,  the  effective  clearance of  senescent  cells  is  compromised,  warranting  a  deeper  mechanistic understanding  of  this  process.  My doctoral research aims to identify critical molecular and cellular players driving anti-­tumor immune responses  during  senescence  surveillance  triggered by  wildtype p53,  which  is  known to  modulates  cancer  immunity.  The  long-­term objective  of  my  thesis  project  is  to define  the  mechanisms of  how  senescent  cells  are  susceptible  to  immune  surveillance  and  how  these  mechanisms  are  evaded  or  bypassed  during  cancer  development  and  progression. As described in Specific Aims 1.1-­1.3, my thesis work has demonstrated that the p53 restoration  triggers regression of liver cancers in an immunocompetent host. Using different immunodeficient mouse strains  and pharmacological approaches perturbing specific immune compartments, our preliminary data suggests that  adaptive  immunity  plays  a  key  role  in  senescence  surveillance.  RNA-­seq  and  mass  spectrometry  were  conducted  on  both  proliferating  and  senescent  tumor  cells  and  revealed  several  senescence-­enriched  cell  surface factors related to epithelial-­immune cell interactions. In Specific Aims 1.4 and 1.5, we aim to functionally  interrogate  the  role  of  these  senescence-­induced  factors  as  novel  senescence  surveillance  effectors,  with  a  focus  on  the  regulatory  network  of  antigen presentation pathway  and,  by exploiting  multiplexed  in  vivo  genetic  screens established in the Lowe laboratory. My postdoctoral research will continue to study immunoediting with  a  slight  change of the  focus  from  the  epithelial-­tumor  angle  to  a  more  immunology-­rich perspective, applied to  the problem of metastatic immune escape. The proposal aims to investigate the molecular changes of NK cells,  shown to have control of early metastasis, after having physical interaction with metastatic cells. During different  stages  of  metastatic  colonization,  tumor-­engaging  NK  cells  are  labeled  via  “SynNotch”  technology  and  will  be  subjected to single-­cell RNA-­seq to unveil the NK cell heterogeneity (Specific Aim 2.1) and ATAC-­seq to reveal  potential  epigenetic  mechanisms  of  immune  exhaustion  with  functional  perturbation  of  the  altered  programs  employed (Specific Aim 2.2). The proposed postdoctoral research will increase our mechanistic understanding  of NK biology during the metastasis outbreak, paving new paths to harness innate immunity against cancer. In  all, these two projects will offer distinct insight into immunoediting, of which the elucidated mechanisms could be  exploited for developing novel immunotherapies, jointly with existing ones for more effective cancer control.