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激活STING双调控缺氧微环境和免疫应答抑制肝癌与结直肠癌的分子机制研究及STING激动剂联合治疗新方案探索

批准号:
U20A20377
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
260.0 万元
负责人:
郑桐森
依托单位:
学科分类:
肿瘤学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
郑桐森

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
肝癌与结直肠癌严重威胁我国人民健康,因高发病率及死亡率在黑龙江省形势尤为严峻。干扰素基因刺激因子(STING)是机体对病原性DNA产生免疫应答的关键分子,我们前期已阐述其在泛癌中的表达及在免疫调控各环节中的作用,近期发现缺氧诱导STING失活会促进肿瘤生长,而其激活后的肿瘤生长抑制与免疫细胞浸润及HIF-1α下调相关。基于缺氧诱导的靶向治疗耐药可被VHL依赖的HIF-1α降解逆转的早期发现,结合高通量测序及生物信息学分析,我们提出“缺氧抑制STING促进肿瘤生长,而激活STING调控免疫的同时可通过STAT1/VHL下调HIF-1α抑制肝癌及结直肠癌生长并增敏靶向与抗PD-1治疗”的假设。拟通过患者肿瘤组织来源的PDC、PDX等模型探究STING对肿瘤发生的影响及机制,结合多组学标志物筛选及纳米载药技术,率先从STING双调控缺氧与免疫的角度为肝癌与结直肠癌的精准及联合治疗寻找新策略。
英文摘要
Hepatocellular carcinoma (HCC) and colorectal cancer (CRC) are serious threats for the health of Chinese, and this threaten is particularly severe in Heilongjiang Province because of the high morbidity and mortality. Stimulator of interferon genes (STING), a vital molecule in organisms, was discovered in innate immunity responses reacting to pathogenic cytoplasmic DNA. We elaborated the expression level of STING in Pan-cancer and its impact in tumor immunoregulation. Recently, our group found that hypoxia-induced STING inactivation can promote tumor growth, however, the inhibition of tumor growth induced by activation of STING was significantly associated with anti-cancer immune cells infiltration and decreased HIF-1α expression. Given the previous research basis that hypoxia induced targeted therapy resistance can be reversed by VHL-dependent HIF-1α degradation and the analysis results of high-throughput sequencing and bioinformatics. We propose the hypothesis that the inhibition of STING induced by hypoxia promotes tumor growth and the activation of STING inhibits tumor growth and increases the sensitivity of tumor cells to targeted therapies and anti-PD-1 therapy via activation of anti-cancer immune responses, cooperating with the STAT1/VHL-dependent manner decreasing HIF-1α and alleviating intratumoral hypoxia in HCC and CRC. To verify this hypothesis, we will investigate the effect and mechanism of STING in tumor development by humanized mouse patient-derived cells (PDC) and patient-derived xenografts (PDX) models, combining with marker screening of transcriptome sequencing and nanomedicine technology. The project will provide a new therapeutic strategy of precise and combined treatment for human HCC and CRC from the perspective of activating STING to promote anti-cancer immune responses concurrently with down-regulating HIF-1α to alleviate hypoxia.
干扰素基因刺激因子(STING)激动剂已被证明在临床试验中具有潜力,但其疗效并未达到预期,缺氧被认为可能是肿瘤微环境中影响STING通路活性的一个关键因素。在本项目中,我们发现缺氧条件下HIF-1α通过转录调控促进磷脂酶D2(PLD2)的表达,从而诱导1,2-棕榈酰磷脂酸(DPPA)积累。DPPA与STING结合,阻断了STING与激动剂的结合,抑制了STING通路的激活,进而降低免疫敏感性。通过小鼠癌症模型实验,DPPA的摄入显著削弱了STING激动剂的抗肿瘤作用,且PLD2抑制剂或缺氧缓解剂能够恢复STING激动剂的疗效,表明甘油磷脂代谢失调可能是STING激动剂疗效不足的关键原因。本研究进一步发现,DPPA作为STING激动剂疗效的标志物,联合DPPA与STING激动剂的治疗能够显著增强抗肿瘤效果,并通过减少髓源性抑制细胞(MDSCs)以STING依赖的方式逆转免疫抑制。此外,我们首次鉴定了一种新型STING异构体(pmSTING),该异构体定位于细胞膜,可直接感知细胞外cGAMP并激活TBK1/IRF3/IFN信号通路,为cGAMP作为免疫递质的作用提供了新的见解。在肿瘤治疗应用方面,研究表明DPPA与STING激动剂联合治疗在肝癌小鼠模型中显著抑制肿瘤生长。通过使用PLD2抑制剂CAY10594与STING激动剂联合,抗肿瘤效果进一步增强。此外,研究还发现,电针通过激活STING通路并产生I型干扰素增强抗PD-1疗效,为微卫星稳定结直肠癌(MSS CRC)治疗提供了新选择。在肝内胆管癌(iCCA)研究中,STING激动剂在早期iCCA中促进NK细胞等免疫细胞的浸润并抑制肿瘤生长,但在晚期iCCA中疗效较差。研究发现PD-L1是STING激动剂疗效不佳的标志物,联合抗PD-L1治疗可有效抑制晚期肿瘤生长。综上所述,本研究揭示了缺氧微环境对STING通路的抑制作用,鉴定了新型STING异构体pmSTING的功能,探索了DPPA作为STING激动剂疗效标志物的潜力,并提出了多种联合治疗策略。研究成果为肿瘤免疫治疗提供了新的理论依据和实践方向,为提高STING激动剂疗效和推动其临床应用提供了重要的科学支持。
IL-6/MUL1调控STING泛素化抑制肝内胆管癌免疫应答的机制研究及干预新方案探索
  • 批准号:
    82373323
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    郑桐森
  • 依托单位:
NDRG2调控胆管癌细胞铁死亡(Ferroptosis)抑制肿瘤生长及增敏化疗与靶向治疗的机制研究
  • 批准号:
    81872435
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    郑桐森
  • 依托单位:
靶向c-Myc同时干预能量代谢与自噬增敏肝癌多激酶抑制剂化疗及其机制研究
  • 批准号:
    81672930
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    郑桐森
  • 依托单位:
IL-6/Gankyrin调节胆管癌Warburg效应促进其生长及转移的机制研究
  • 批准号:
    81472322
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    郑桐森
  • 依托单位:
国内基金
海外基金