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肿瘤微环境（TME）是由肿瘤细胞及其周围的各种正常细胞共同构成的复杂生态系统，其中免疫细胞、血管细胞、基质细胞等相互作用，影响肿瘤的生长、侵袭和转移。在近年来的肿瘤研究中，针对肿瘤微环境的调控成为一种潜在的治疗策略。
传统的体外细胞培养模型往往无法充分模拟体内微环境的复杂性，限制了对肿瘤微环境中复杂相互作用机制的理解。基于CRISPR/Cas9的基因筛查技术能够有效识别调控肿瘤生物学的重要基因，近年来，体内CRISPR筛查发现了一些调控免疫治疗抵抗的靶点，证明了在生理肿瘤微环境中进行基因筛查的重要性。
加拿大多伦多大学Housheng Hansen He和Ming-Sound Tsao等人通过比较体外和体内CRISPR筛选结果，他们发现MEN1基因仅在肿瘤微环境中表现出肿瘤生长调节作用，而且具有双重作用，能够在不同免疫环境下通过调节不同免疫细胞的浸润发挥着促癌或抑癌的功能，并揭示其中的调控机制。这一发现强调了体内基因筛选在发现临床药物靶点中的重要性，并为靶向MEN1的治疗策略提供了依据。
论文于近日发表在《自然·遗传学》[1]。
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首先，研究者们设计了一个包含12472个sgRNA的单导向RNA（sgRNA）库，该库靶向317个表观遗传调控因子和657个药物靶标。他们将稳定表达Cas9的A549肺腺癌细胞系用该sgRNA文库进行转导，然后将这些细胞分为两组：一组在体外二维培养皿中培养，另一组通过皮下注射在免疫缺陷型肺癌小鼠模型（NSG）中建立异种移植瘤。
研究者对比体外培养细胞与小鼠体内移植瘤的基因筛选结果后发现，MEN1基因在体内筛选中显著富集，而且是体内模型中肿瘤生长的关键基因，而体外模型中并未发现类似效应。
具体来说，在体外培养中，MEN1基因缺失对癌细胞增殖没有影响；在体内实验中，MEN1的作用取决于宿主的免疫状况。在免疫缺陷的小鼠中，MEN1缺失显著促进了肿瘤生长，而在免疫健全的小鼠中，MEN1缺失则抑制了肿瘤生长。
体内外平行CRISPR筛选发现MEN1在肺癌小鼠体内具有特定的肿瘤调节功能
进一步研究揭示了MEN1基因及其编码蛋白menin对肿瘤的调控机制。
MLL是一类与急性白血病密切相关的基因，编码表观遗传调控蛋白，这些MLL家族蛋白能够通过修饰染色质结构影响基因的表达。通过RNA测序分析，研究者们发现MEN1缺失会通过改变MLL家族中的关键成员MLL1在染色质上的分布，引起染色质重塑和表观遗传修饰的变化，增加特定基因组区域的H3K4me3修饰。
这种表观遗传变化能够激活双链RNA（dsRNA）的表达，引发由线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）和cGAS–STING通路介导的类似病毒感染的免疫反应，从而调节CXCL1、IL33、CXCL8等细胞因子的基因表达和肿瘤生长。
结直肠癌、乳腺癌等肿瘤小鼠模型实验结果验证，MEN1缺失会对肿瘤微环境中的免疫细胞浸润产生显著影响。免疫健全的小鼠中，MEN1缺失引起dsRNA激活主要增加CD8+T细胞的浸润，助力抗肿瘤免疫效应；但在免疫缺陷的小鼠中，由于缺乏适应性免疫反应，MEN1缺失引起dsRNA激活后唤不来CD8+T细胞，而是更多地吸引中性粒细胞浸润到肿瘤微环境中，这些中性粒细胞通常被认为促进肿瘤生长和侵袭的推波助澜者之一。
MEN1在不同免疫环境下调节不同的免疫细胞，因此兼备双重身份
因此，MEN1的缺失能够在不同的免疫环境下产生相反的效果，解释了其在免疫缺陷和免疫健全小鼠中对肿瘤生长的不同影响。
此外，药理学研究显示，抑制menin与MLL1相互作用的药物Ziftomenib能够有效抑制乳腺癌小鼠的肿瘤生长，效果与MEN1缺失相似，并且该这种效应依赖于CD8+T细胞的存在，以剂量依赖性的方式增加肿瘤浸润CD8+T细胞数量。
研究者们根据RNA测序结果观察到，MEN1缺失的结直肠癌小鼠和MEN1低表达患者的肿瘤中，PD-L1的表达水平显著升高，PD-1表达也有增加趋势。由此他们展开小鼠实验并发现，当Ziftomenib与PD-1抑制剂联合使用时，相比两种任一单药治疗的肿瘤抑制效果都显著增强，表明抑制MEN1可能成为增加免疫疗法疗效的潜在策略。
抑制menin与MLL1相互作用有效果，可以与PD-1抑制剂联合使用
这项研究表明，MEN1基因在肿瘤生长中的作用依赖于宿主的免疫环境，通过调控肿瘤微环境中免疫细胞的浸润，表现出在不同免疫环境下的促癌和抑癌双重功能，这种现象为理解肿瘤微环境对基因功能的影响提供了新的视角，也为开发基于肿瘤微环境的个性化治疗策略提供了新思路。
MEN1及其相关的分子通路可能在未来的肿瘤治疗中发挥重要作用，尤其是在与免疫治疗相结合的策略中，具有广阔的应用前景。
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参考文献：
本文作者丨张艾迪