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广州霍夫曼免疫研究所Hoffmann-陈笛团队在PNAS刊登果蝇肿瘤免疫重要研究成果

发布时间:2021-03-19    浏览:

近日,广州霍夫曼免疫研究所荣誉所长,2011年诺贝尔生理与医学奖获得者Jules Hoffmann教授与陈笛副研究员团队关于果蝇抗肿瘤天然免疫的最新研究成果“A time course transcriptomic analysis of host and injected oncogenic cells reveals new aspects of Drosophila immune defenses”发表在美国国家科学院院刊(PNAS杂志。

Jules Hoffmann教授以黑腹果蝇为模型,发现了关键识别受体Toll及其信号通路在机体抵抗革兰氏阳性细菌以及真菌的天然免疫反应中的功能,开启了人们对天然免疫反应的全新理解,由此获得2011年诺贝尔生理学以及医学奖Hoffmann教授基于其过去几十年对于天然免疫抵抗各种感染性病原体的反应机制的理解,提出系统性研究天然免疫对于非感染性原癌细胞的反应机制。


针对此核心科学问题,该团队原创性地建立了以注射原癌细胞至雄性果蝇中的天然免疫抗肿瘤研究模型,并且发现此模型能够很好地模拟出临床癌症症状及相应的宿主反应,如气管生成、肌肉萎缩以及压力和炎症反应等。通过对荷瘤果蝇不同时间点的转录组分析,发现了宿主反应的高峰期发生在原癌细胞进入宿主体内的早期(72小时内),彼时原癌细胞仍处于休眠阶段,并无显著的增殖。进一步通过转录组和基因功能富集分析,意外发现宿主有100个左右编码化学感受器的mRNA表达被显著上调。这些化学感受器来源于不同的基因家族,包括味觉、嗅觉感受器、离子通道以及一些经典的G蛋白偶联受体(GPCR)分子。通过与注射原代细胞以及革兰氏阳性和阴性细菌的宿主转录组对比,发现宿主对于原癌细胞的反应与我们数十年来深入研究的经典天然免疫反应(Toll/IMD等抗细菌和真菌等病原体的经典免疫通路)在动力学以及基因种类上明显不同,是一类全新的免疫反应。


该论文作者分选出在果蝇体内生长了11天的原癌细胞,并对其进行转录组分析,发现原癌细胞的转录组与宿主显著不同。原癌细胞内的经典免疫通路效应分子,如各种抗菌肽等有表达上调。暗示着这些原癌细胞在体内宿主因子的作用下,倾向于变化成具备免疫功能的细胞。

该研究成果为我们理解宿主应对各种挑战的反应提供了重要的补充,并为将来研究果蝇对癌症的反应提供各种可能性以及新的假设,其中许多问题的答案将可能被证明与哺乳动物癌症相关。


该论文的第一完成单位为广州医科大学广州霍夫曼免疫研究所,陈笛副研究员为第一作者和共同通讯作者Jules Hoffmann教授为论文的最后通讯作者。该研究得到了广州医科大学高水平大学建设项目,国家“111”高等学校学科创新引智计划法国国家科研中心,法国斯特拉斯堡大学USIAS基金,广东省海外名师项目和广州市科技计划项目等资助。


DOI number 10.1073/pnas.2100825118.


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