Metylácia proteínového arginínu: vznikajúca modifikácia v imunite proti rakovine a imunoterapii, časť 1
Mar 01, 2023
V posledných rokoch sa proteínové arginín metyltransferázy (PRMT) objavili ako noví členovia rodiny regulátorov génovej expresie v eukaryotoch a sú spojené s patogenézou a progresiou rakoviny. Imunoterapia rakoviny výrazne zlepšila liečbu rakoviny z hľadiska celkového prežívania a kvality života. Metylácia proteínového arginínu je epigenetickou modifikačnou funkciou nielen pri transkripcii, spracovaní RNA a kaskádach prenosu signálu, ale aj v mnohých procesoch cyklu rakoviny a imunity. Metylácia arginínu sa podieľa na aktivácii protirakovinovej imunity a regulácii účinnosti imunoterapie.
V tomto prehľade sumarizujeme najaktuálnejšie informácie o regulačných molekulárnych mechanizmoch a rôznych základných signálnych dráhach metylácie arginínu vo vrodených a adaptívnych imunitných odpovediach počas rakoviny. Načrtávame tiež potenciál inhibítorov PRMT ako účinnej kombinatorickej liečby s imunoterapiou.
Kľúčové slová: proteínové arginín metyltransferázy (PRMT), rakovinová imunita, rakovinová imunoterapia, posttranslačná - modifikácia, molekulárny mechanizmus
Kliknite na výhody cistanche tubulosaprodukt
For more information:1950477648nn@gmail.com
1. ÚVOD
Posttranslačná modifikácia je chemická modifikácia, ktorá zvyšuje funkčnú diverzitu proteínu prostredníctvom kovalentnej adície chemickej skupiny. Tento proces moduluje funkciu proteínu a ukázal sa ako rozhodujúci regulátor viacerých bunkových procesov pri rakovine.
Metylácii arginínu sa však až donedávna venovala malá pozornosť, na rozdiel od acetylácie, ubikvitinácie a fosforylácie, predovšetkým kvôli trhanej povahe detekcie substrátu a absencii spoľahlivých protilátok a účinných inhibítorov malých molekúl. Objav proteomiky a inhibítorov prehĺbil naše chápanie spisovateľov, čitateľov a regulátorov počas metylácie arginínu. Proteín arginín metyltransferázy (PRMT) katalyzujú metyláciu arginínu ako „pisári“ a podieľajú sa hlavne na aktivácii a represii transkripcie, zostrihu pre-mRNA a reakciách na poškodenie DNA (1). Metylácia arginínu tiež moduluje transkripciu cielených lokusov, čím sprostredkúva kľúčové bunkové procesy na udržanie tkanivovej homeostázy a fenotypov chorôb. Pretože metylácia arginínu je cielená modifikácia, inhibítory PRMT preukázali veľký potenciál ako liečba rakoviny v predklinických modeloch a klinických štúdiách na efektívne zlepšenie prežitia pacientov (2).
Keďže funkcie imunitného systému sú dobre zavedené a životne dôležité pre dohľad nad nádormi a liečbu rakoviny, rýchlo sa objavujúce imunoterapie rakoviny sú teraz považované za štvrtý pilier liečby rakoviny (popri chirurgii, rádioterapii a chemoterapii) (3).
Rakovinová imunita zvyčajne eliminuje nádorové bunky alebo obmedzuje ich rast, ale tiež podporuje progresiu nádoru vytvorením nádorových mikroprostredí (TME), ktoré sa prispôsobujú rastu nádoru (4). Napriek účinnosti terapie blokádou imunitného kontrolného bodu (ICB) má menšina pacientov s pokročilými malignitami z týchto liečebných postupov klinické výhody, pričom u väčšiny sa rozvinie vrodená alebo získaná rezistencia (5).
Preto je potrebný ďalší výskum kombinovaných metód založených na imunoterapii na zlepšenie celkového prežívania u pacientov s rakovinou v pokročilom štádiu.
Vzhľadom na to, že imunitné reakcie rakoviny sú kontinuálne, dynamické, prísne regulované a dobre navrhnuté procesy, supresívne reakcie na imunoterapiu možno pripísať niekoľkým faktorom vrátane imunitného fenotypu TME a molekulárnych mechanizmov, ktoré sú základom vnútornej rezistencie nádoru (6). Medzi problémy súvisiace s optimálnymi odpoveďami na imunoterapiu patrí každý krok v sérii kaskádových amplifikačných procesov nazývaných cyklus protirakovinovej imunity, súhra medzi vrodenou a adaptívnou imunitou, ako aj aktivácia alebo strata onkogénnych signálnych dráh. Klasický cyklus rakoviny a imunity zahŕňa expresiu a prezentáciu antigénu, prenos T-buniek a infiltráciu nádoru a zabíjanie cieľových buniek cytotoxickými T lymfocytmi (CTL). Vrodená imunita tento cyklus plne integruje, udržiava a zosilňuje. Zatiaľ čo epigenetické regulátory sa podieľajú na aktivácii a translokácii imunitných buniek do TME, ako aj na následných imunitných odpovediach, ich špecifické úlohy v nádorovej imunite a ich kombinované účinky s imunoterapiou zostávajú nejasné (7, 8).
Tu skúmame funkcie metylácie arginínu v nádorovej imunite z troch perspektív: 1) zapojenie cyklu rakoviny a imunity do protinádorových reakcií, 2) produkcia interferónu typu I (IFN) a súvisiace signálne dráhy a 3) vnútorné mechanizmy rezistencie voči nádorom. Pomocou týchto perspektív poskytujeme dôkazy zdôrazňujúce nové fyziologické úlohy PRMT pri rakovinovej imunite a pýtame sa, či možno inhibítory PRMT kombinovať s imunoterapiou, aby sa dosiahli maximálne a dlhotrvajúce terapeutické účinky pri rakovine.
2 PRMTS
2.1 Klasifikácia PRMT
Metylácia arginínu sa väčšinou týka adície metylových skupín z S-adenosylmetionínu (SAM) ku guanidínovým skupinám bočného reťazca arginínu, čo je katalyzované PRMT (9). Päť potenciálnych donorov vodíkových väzieb sa nachádza v guanidinovej skupine, pričom metylácia arginínového zvyšku odstraňuje potenciálneho donora vodíkovej väzby, čím sa mení tvar arginínového zvyšku bez neutralizácie katiónových nábojov a vytvára sa fyziologické účinky vo väčšine buniek (10, 11).
V súčasnosti bolo v bunkách cicavcov identifikovaných deväť PRMT (PRMT 1–9) a sú rozdelené do troch odlišných skupínpodľa katalytickej aktivity: 1) w-NG-monometylarginín (MMA) označuje jednu metylovú skupinu pridanú ku koncovému atómu dusíka, 2) asymetrický w-NG-dimetylarginín (aDMA) označuje inú metylovú skupinu umiestnenú na rovnakom guanidino skupina založená na MMA, a ak je umiestnená na druhom koncovom guanidínovom dusíku, týka sa to 3) symetrického w-NG, N'Gdimetylarginínu (CDMA). Enzýmy typu I (PRMT1, PRMT2, PRMT3, PRMT4 (CARM1), PRMT6 a PRMT8) katalyzujú aDMA (12), zatiaľ čo enzýmy typu II (PRMT5 a PRMT9) katalyzujú CDMA (13) a enzýmy typu III (PRMT7) iba katalyzujú MMA (obrázok 1). PRMT sa zúčastňujú mnohých biologických procesov vrátane regulácie génovej expresie, reakcií na poškodenie DNA a bunkovej signalizácie (doplnková tabuľka 1). PRMT sú prevládajúce a nevyhnutné pre ľudské bunky, najmä PRMT1, ktorý je zodpovedný za 85 percent aDMA a po vyradení vykazuje dramatickú stratu metylácie (14).
Okrem toho sa špekuluje, že medzi PRMT existuje veľa presluchov (15). Strata PRMT1 spôsobuje uvoľnenie rôznych substrátov, pretože už nie sú blokované modifikáciou aDMA, vďaka čomu tieto substráty prechádzajú na ciele PRMT typu II a III (15). Avšak PRMT majú vzájomne sa vylučujúce funkcie, aj keď sa vzťahujú na rôzne identické substráty in vitro (16).
2.2 Funkcie PRMT v biológii rakoviny
Predchádzajúce štúdie uviedli, že zvýšená expresia PRMT korelovala s tumorigenézou a zlou prognózou u niekoľkých druhov rakoviny (17–19) (doplnková tabuľka 2). K dnešnému dňu sa väčšina PRMT podieľa na regulácii bunkových procesov spojených s udržiavaním rakoviny, vrátane epigeneticky sprostredkovanej génovej expresie, zostrihu mRNA a reakcií na poškodenie DNA (20). Spomedzi týchto dráh je epigenetická regulácia prominentným mechanizmom ovplyvňujúcim bunkovú aktivitu, najmä v dôsledku aktivácie ukladania PRMT (histón H4R3me2a, H3R2me2s, H3R17me2a a H3R26me2a) alebo represívnej (H3R2me2a, H3R8me2a, H3R8me2me2s a potláča históny, H4R). (respektíve) kľúčové gény súvisiace s nádorom (21). Včasné štúdie o nehistónovej metylácii identifikovali úlohy PRMT v konštitutívnej a alternatívnej regulácii zostrihu (22, 23). Inhibícia PRMT5 a PRMT I. typu skutočne potlačila funkcie sDMA a aDMA v proteínoch viažucich RNA zapojených do regulácie zostrihu, čo viedlo k reakciám na potlačenie nádoru u zvieracích modelov leukémie s mutáciami zostrihového faktora (24). Down-regulácia opravy poškodenia DNA sa už dlho uznáva ako zvyšujúca sa nestabilita genómu, ktorá vedie k nekontrolovanému rozvoju rakoviny (25). Vzhľadom na to, že arginínová metylácia proteínov súvisiacich s opravou poškodenia DNA, vrátane MRE11, 53BP1 a hnRNPUL1, je potrebná na opravu DNA homológnou rekombinačnou opravou a nehomologickým spojením koncov, inhibítory PRMT boli kombinované s chemoterapiou, aby sa prekonala rezistencia na cytotoxické liečby (26 -28).
Tieto povzbudivé zistenia naznačujú silné a vzrušujúce úlohy PRMT pri liečbe rakoviny. Ďalším neočakávaným zistením bol synergický účinok inhibície PRMT v kombinácii s inhibítormi imunitných kontrolných bodov (ICI) (19). Štúdie objasňujúce molekulárne mechanizmy, ktoré sú základom deplécie alebo inhibície PRMT, by preto mohli pomôcť identifikovať nové „liečiteľné“ ciele pre imunoterapiu.
3 PRMT v imunite proti rakovine
V poslednej dobe sa imunoonkológia stala prominentnou oblasťou v liečbe rakoviny, pričom ICI boli identifikované ako sľubné monoterapie alebo kombinované terapie na liečbu rôznych druhov rakoviny (29). Postupné udalosti, ktoré sa podieľajú na indukcii a vykonávaní protirakovinových imunitných odpovedí, takzvaný cyklus rakovinovej imunity, poskytujú teoretický základ pre imunoterapiu nádorov (30). V tomto kontexte je dôležité pochopiť súhru medzi PRMT a zložkami v cykle rakoviny a imunity, pretože zacielenie jedného alebo viacerých krokov cyklu by mohlo zvýšiť prebiehajúce protinádorové imunitné reakcie a/alebo stimulovať nové. Mnohé štúdie teraz ukázali, že interferón typu I (IFN) je kritický pre protirakovinové imunitné reakcie, pretože IFN je hlavným regulátorom a mediátorom v každom kroku cyklu protirakovinovej imunity (31, 32).
Preto by vývoj bezpečných a účinných agonistov na stimuláciu IFN typu I mohol predstavovať sľubné stratégie pre imunoterapiu rakoviny. Vnútorné nádorové defekty sa skutočne objavujú ako kľúčové molekulárne faktory určujúce imunitný kontext rôznych typov rakoviny, pričom bránia úlohám v lokálnych protinádorových imunitných odpovediach (33). Aby sa maximalizovala účinnosť inhibítora a vyvinuli sa personalizované stratégie imunitnej intervencie, je potrebné využiť vzťahy medzi vnútornými genetickými udalosťami nádoru a PRMT. Súhrnne identifikácia metylačných udalostí v cykle rakoviny a imunity, charakterizácia produkcie IFN typu I a odhalenie onkogénnych dráh poskytne komplexný a hlboký pohľad na PRMT v imunoonkológii a pomôže identifikovať nové ciele.
3.1 Úloha PRMT v cykle rakovinyImunita
Značné dôkazy naznačujú, že nádorová imunita nie je izolovaný proces, ale vyžaduje si sériu postupných udalostí nazývaných „cyklus imunity proti rakovine“ alebo samozosilňujúci proces, kde každý krok ovplyvňuje vývoj nádoru a prognózu posilnením pozitívnych regulačných signálov alebo inhibíciou negatívnych regulačné signály (30, 34, 35). Úplné odstránenie malígnych nádorov je teoreticky dosiahnuteľné (30). V tomto modeli sa únik nádorových buniek dosiahne prerušením špecifických krokov v cykle rakoviny a imunity. Nádorovo-imunitný cyklus začína uvoľňovaním neoantigénov spojených s nádorom z nádorových buniek, ktoré sú rozpoznávané bunkami prezentujúcimi antigén, ako sú dendritické bunky (DC), B bunky a makrofágy, za vzniku antigénnej peptidovej hlavnej histokompatibility (MHC) komplexy. Zrelé DC migrujú z nádoru do sekundárnych lymfoidných orgánov (SLO), aby doručili antigénne komplexy peptid-MHC do CD4 plus T a CD8 plus T buniek (36). Receptory T buniek (TCR) rozpoznávajú tieto komplexy a generujú prvý signál, po ktorom nasleduje up-regulácia transmembránového proteínu CD40L na povrchu Th buniek. A potom sa CD40L viaže na CD40 na povrchu DC, čo výrazne zvyšuje expresiu B7 a následne sa silnejšie viaže na CD28 na povrchu Th buniek. Tento duálny signál iniciuje kostimuláciu T buniek a produkuje cytokíny, čo vedie k aktivácii efektorových T buniek proti rakovinovo špecifickým antigénom. Aktivované efektorové T bunky potom putujú do nádoru cirkuláciou a vytvárajú imunitné bunky infiltrujúce nádor.
Nakoniec TCR na CD8 plus T bunkách rozpoznávajú komplex antigénny peptid-MHC-I a zabíjajú cieľové rakovinové bunky, pričom antigény sa uvoľňujú mŕtvymi rakovinovými bunkami do ďalšieho cyklu (30) Potenciálne zmeny regulované metyláciou arginínu v cykle rakoviny a imunity sú zobrazené (obrázok 2).
3.1.1 PRMT a prezentácia nádorového antigénu
Mnohé druhy rakoviny sa vyhýbajú imunitnému odmietnutiu potlačením spracovania a prezentácie antigénu MHC I. triedy (MHC-I). MHC-I pritiahol značnú pozornosť, pretože predstavuje endogénne peptidové antigény CD8 plus T bunkám, inhibuje interferenciu s rozpoznávaním nádoru a znižuje cytotoxicitu CD8 plus T buniek, ktorá je primárnym efektorom bunkových typov pre úspech ICB (4). Down-regulácia MHC-I bola pozorovaná u 40 až 90 percent ľudských nádorov, čo ovplyvňuje interakcie MHC: TCR a znižuje rozpoznávanie rakovinových buniek CD8 plus T bunkami. Regulačné faktory IFN (IRF) a doména CARD obsahujúca doménu CARD bohatá na leucín (NLR) s väzbovou doménou 5 (NLRC5) sú často spojené s down-reguláciou MHC-I (37–40). Molekuly MHC triedy II (MHC-II) sú exprimované najmä špecializovanými bunkami prezentujúcimi antigén (APC) a prezentujú exogénne peptidové antigény primárne CD4 plus T bunkám (41). Zníženie regulácie MHC-I alebo MHC-II je spojené so zlou prognózou rakoviny, zhoršenými odpoveďami ICB a zníženou mierou odmietnutia nádoru u myších modelov (42–44).
Nedávna štúdia uviedla, že PRMT5 kontroloval množstvo MHC-I a prezentáciu antigénu ovplyvňujúcu transkripciu NLRC5 (19). Down-regulácia PRMT5 alebo farmakologická inhibícia aktivity PRMT5 zvýšila expresiu NLRC5 a jeho cieľových génov, ktoré sa podieľali na spracovaní a prezentácii antigénu. NLRC5 je transkripčný aktivátor génov MHC-I, keď je spárovaný s transkripčnými faktormi interagujúcimi s regulačnými prvkami promótora MHC-I, ako je modul SXY (39, 45). Knockdown PRMT5 tiež zvýšil expresiu NLRC5 po liečbe IFN-g a bol sprevádzaný zvýšenou povrchovou expresiou MHC-I (19). Expresia NLRC5 bola nepriamo korelovaná s expresiou PRMT5 v rakovinových bunkách (46). Zacielenie na PRMT5 by preto mohlo byť sľubnou stratégiou na zvýšenie množstva MHC-I a podporu prezentácie antigénu. Okrem PRMT5 sa ukázalo, že niekoľko ďalších PRMT negatívne reguluje hladiny MHC-I.
V monocytoch inhibícia PRMT1 znížila obohatenie cyklického adenozínmonofosfátu (cAMP) response element binding (CREB) v mieste CRE na promótore HLA-B (Major Histocompatibility Complex, trieda I, B) na zvýšenie hladín MHC-I (47). V bunkách myšieho melanómu B16 PRMT7 knockdown alebo inhibítorom PRMT7 liečených, regulátory génu MHC-I, ako je Nlrc5 a jeho cieľové gény, sú tiež upregulované, podobne ako skupina MS023 (inhibítor PRMT1) (48).
Ukázalo sa, že PRMT1 metyluje transaktivátor triedy II (CIITA), ktorý je kľúčovým regulátorom expresie MHC-II, a je spojený a spolupracuje s väzbou transkripčného faktora na promótor MHC-II (49). Metylácia arginínu CIITA viedla k jej následnej degradácii a zníženiu hladiny mRNA a proteínov MHC-II (49). Nedávna štúdia uviedla, že PRMT5 negatívne reguloval expresiu MHC-II v hepatocelulárnom karcinóme spôsobenom MYC (50). MHC-II sa významne zvýšil na CD45.1 plus leukocytoch a DC infiltrujúcich tumor, keď boli transgénne myši nadmerne exprimujúce MYC liečené inhibítorom PRMT5, GSK3326595 (50). Umlčanie PRMT5 v bunkách hepatocelulárneho karcinómu s nadmernou expresiou MYC priamo regulovalo expresiu MHC-II znížením in vitro obohatenia H3R8me2s a H4R3me2s na promótory CIITA a CD74 (50).
Zacielenie na PRMT5 pomocou malých molekulárnych inhibítorov by preto mohlo vyvolať infiltráciu imunitných buniek do nádorov pečene a podporiť prezentáciu antigénu prostredníctvom up-regulácie MHC-II. Iná štúdia však ukázala, že PRMT5- sprostredkoval akumuláciu symetricky dimetylovaného histónu, H3R2 (H3R2me2s) v reakcii na stimuláciu IFN-g a bol sprevádzaný obohatením CIITA na promótore MHC-II; PRMT5 aktivoval transkripciu MHC-II spôsobom závislým od aktivity (51). Tieto rozdielne účinky PRMT5 na transkripčné procesy MHC-II mohli byť spôsobené rôznymi modelmi, preto sú potrebné ďalšie štúdie na objasnenie týchto problémov. CARM1 tiež aktivoval IFN-g-stimulovanú transkripciu MHC-II indukovanú CIITA spôsobom závislým od aktivity arginín metyltransferázy. Okrem toho CARM1 metyloval CREB viažuci proteín v pozíciách R714, R742 a R768, čím uľahčuje asociáciu s promótorom MHC-II a synergicky aktivuje transkripciu MHC-II pomocou CIITA (52). PRMT spolu ovplyvnili indukciu MHC II sprostredkovanú CIITA prostredníctvom IFN prostredníctvom rôznych mechanizmov.
3.1.2 PRMT sprostredkúvajú migráciu imunitných buniek reguláciou chemokínov, CXCL10 a CXCL11
Na vykonanie protinádorových účinkov migrujú T bunky cez obehový systém do nádoru po iniciácii v lymfatických uzlinách. Os CXCL9, -10, -11/CXCR3 reguluje hlavne migráciu, diferenciáciu a aktiváciu imunitných buniek. CXCR3 je povrchovo exprimovaný receptor pre chemokíny CXCL9, CXCL10 a CXCL11 na imunitných a rakovinových bunkách. Chemokíny získavajú CTL, prirodzené zabíjače (NK), NK-T bunky a makrofágy, potom uľahčujú infiltráciu do rakovinového tkaniva prostredníctvom chemotaktického gradientu, čím vyvolávajú smerovú migráciu v reakcii na IFN-g, ktorá je synergicky zosilnená faktorom nekrózy nádorov-a ( TNF-a) (53). Subkutánna injekcia letálnych alebo subletálnych dávok buniek melanómu B16 do CXCR3-/-myší stanovuje kritickú úlohu CXCR3 ako receptora pre CXCL9, CXCL10 a CXCL11 počas migrácie CTL (54). Chemokíny odvodené z nádoru sú tiež zodpovedné za nábor Th2 buniek, Tregs a myeloidných supresorových buniek (MDSC) (53). Preto majú CXCL9, CXCL10 a CXCL11 rozhodujúce, neredundantné, bunkovo autonómne úlohy sprostredkujúce infiltráciu imunitných buniek do nádorov a navodenie účinnej protinádorovej imunity. Okrem toho metylácia histón lyzínu sprostredkovaná zeste homológom 2 (EZH2) a metylácia DNA metyltransferázou-1 (DNMT{37}}) sprostredkovaná DNA potlačila produkciu CXCL9 a CXCL10 a potom inhibovala T-bunkový nádor navádzanie.
Preto liečba epigenetickými modulátormi môže eliminovať toto potlačenie a v konečnom dôsledku zlepšiť liečbu rakoviny (55). Tieto pozorovania naznačujú, že epigenetické preprogramovanie nádorov môže regulovať nábor T buniek a klinickú účinnosť imunoterapie nádorov a metylácia arginínu ako rozšírená a kritická epigenetická modalita ovplyvňuje tieto procesy.
Katalytická štrukturálna doména CARM1 priamo interaguje s p65, ktorý sa nachádza v doméne Rel-homológie jadrového faktora kappa-B (NF-kB) a slúži ako základný dimerizačný motív (56). V knockdown bunkách CARM1 stimulovaných TNF-a bol nábor p65 do promótora CXCL10 významne chybný a metylácia H3R17 na promótore bola nedetegovateľná, zatiaľ čo opätovné zavedenie CARM1 tieto reakcie úplne zachránilo, čo naznačuje, že na nábor p65 do promótora CXCL10 bol potrebný CARM1 a H3R17 metylácia (56). PRMT5 tiež reguloval asociáciu p65 s promótorom CXCL10, pretože PRMT5 spustil dimetyláciu miest R30 a R35 na p65 a väzbu DNA a jadrovú translokáciu p65 (57). TNF-a-indukcia CXCL10 v endotelových bunkách vyžadovala metyláciu p65 arginínu sprostredkovanú PRMT5-. Podľa iného výskumu tohto tímu PRMT5 indukoval dimetyláciu R174 na p65, aby modifikoval väzbu na promótor CXCL11 (58).
V súlade s tým PRMT5 symetrická dimetylácia p65 na R30 zvýšila jeho afinitu k DNA a spustila expresiu génu indukovanú NF-kB (59). Na rozdiel od toho, zoslabenie aktivity PRMT5 krátkou vlásenkovou RNA alebo malým molekulárnym inhibítorom EPZ015666 v bunkách melanómu B16 zvýšilo expresiu CCL5 a CXCL10 po stimulácii (19). PRMT5 tiež metyloval IFI16, zoslabil jeho väzbu na intracelulárnu dvojvláknovú DNA (dsDNA), a preto indukoval expresiu CCL5 a CXCL10 (19). Hoci interakcie medzi PRMT1 a CXCL10 alebo CXCL11 neboli opísané, PRMT1 asymetricky dimetyloval konzervovaný zvyšok R30 p65 (60). Metylačné miesto PRMT1 sa nachádza v motíve RxxRxRxxC slučky L1 viažucej DNA p65 (60). Metylovaný p65 má slabú afinitu k NF-kB zdieľaným oligonukleotidom; negatívne reguloval väzbu DNA p65 a transkripčnú aktivitu, čím bráni náboru NF-kB do promótorov cieľových génov (60).
Preto predpokladáme, že PRMT1 by mohol regulovať chemokíny na transkripčnej úrovni. PRMT1, CARM1 a PRMT5 sa všetky viazali priamo na Rel homológnu doménu p65, vzhľadom na skutočnosť, že interakcia bola sprostredkovaná centrálnou oblasťou obsahujúcou metyltransferázovú štruktúrnu doménu, ktorá bola evolučne konzervovaná (61). Celkovo sú interakcie PRMT-chemokín dynamické a závislé od kontextu, takže symetrická a asymetrická dimetylácia sa môže kompenzovať a vyskytovať sa v rôznych štádiách reakcií NF-kB, čím sa získavajú odlišné efektorové molekuly a vytvárajú sa rôzne biologické účinky. Produkcia chemokínov by sa mala podporovať, aby sa uľahčil nábor lymfocytov infiltrujúcich nádor selektívnym zacielením na odlišné PRMT.
3.1.3 Prekonanie inhibičných sietí v TME
TME sa teraz považuje skôr za komplexný nádorový ekosystém než za rastový vzor zameraný na nádorové bunky (62). Aby sme lepšie pochopili, ako TME funguje, musíme pochopiť jeho extracelulárnu matricu a zloženie stromálnych buniek. Stromálne bunky sú kategorizované nasledovne; infiltrujúce imunitné bunky (IIC), angiogénne vaskulárne bunky a fibroblasty spojené s rakovinou (63). Antigénovo špecifické infiltrujúce imunitné bunky zahŕňajú typy vrodených imunitných buniek (makrofágy (Mjs), dendritické bunky (DC), MDSC, NK, žírne bunky, neutrofily a adaptívne imunitné bunky (T a B lymfocyty), ktoré reagujú na rôzne stimuly) (64). Zatiaľ čo sa pôvodne získavali z okolitého tkaniva alebo kostnej drene, aby obalili nádorové tkanivo, tieto bunky sú nakoniec „prevychované“, aby sa z nich stali rôzne typy buniek, ktoré generujú chronický zápal a angiogenézu.
V tomto prostredí sa rakovinové bunky a okolitá stróma navzájom prepočúvajú potlačením imunologicky prospešných génov a indukciou aberantnej signalizácie dráhy, čím sa v konečnom dôsledku produkujú silné cytokíny a chemokíny, ktoré ovplyvňujú imunitný dohľad hostiteľa, aby sa udržal rast, progresia a metastázy rakovinových buniek. Veľa klinických dôkazov teraz ukazuje, že TME významne ovplyvňuje účinnosť imunoterapie a klinické výsledky a že PRMT môžu poskytnúť nové terapeutické ciele pre imunoterapiu nádorov moduláciou TME smerom k vysokej infiltrácii lymfocytmi.
3.1.3.1 Zameranie na proliferáciu a diferenciáciu T-buniek
Keďže CD8-efektívne T bunky sú najúčinnejšie bunky zabíjajúce nádory, populácie T buniek sú vysoko aktuálnymi témami výskumu. CD8 plus cytotoxické T bunky a CD4 plus T pomocné bunky tvoria subpopulácie T buniek v TME. Naivné CD4 plus bunky sa hlavne diferencujú do štyroch odlišných populácií: T pomocné 1 (Th1), Th2, Th17 a regulačné T (Treg) bunky. Ich diferenciácia je určená signálnymi vzormi prijatými počas ich počiatočných interakcií s antigénmi (65). T bunky v TME nielenže vykonávajú protinádorové efektorové funkcie, ale niektoré podporujú rast nádoru. Medzi nimi CD8 plus cytotoxické T bunky a Th1 bunky, bežne známe ako CTL, majú úlohu zabíjania nádorov. Posledne menované bunky sú charakterizované produkciou IFN-g, TNF-a a interleukínu (IL)-2, ktoré podporujú predchádzajúci typ buniek alebo pôsobia ako cytotoxické T bunky na priame odstránenie nádorových buniek (66). Th2 bunky podporujú B bunky uvoľňovaním IL-4, IL-5 a IL-13, zatiaľ čo bunky Th17 podporujú rast nádoru produkciou IL-17, IL-21 a IL22 (65, 67). Okrem toho Tregs zoslabujú protinádorové imunitné reakcie sprostredkované T-bunkami priamou inhibíciou funkcie T-buniek a produkcie cytokínov alebo nepriamou inhibíciou prezentácie antigénu, aby sa zabránilo aktivácii T-buniek (68, 69). Vysoký pomer Tregs k CD8 plus T bunkám zvyčajne naznačuje zlú prognózu rakoviny (70). CD8 plus cytotoxické T bunky často nedokážu inhibovať tvorbu nádoru počas tumorigenézy v dôsledku vyčerpania T-buniek, ktoré je definované ako pretrvávajúca expresia inhibičných receptorov T-buniek a progresívna strata funkcií produkcie a degranulácie IFN-g v reakcii na dlhodobé faktory ako je chronický zápal alebo stimulácia rakoviny (71). IL-12 a IFN-g polarizujú naivné CD4 plus T bunky smerom k Th1 bunkám prostredníctvom pôsobenia prevodníka signálu a aktivátora transkripčného faktora T-boxu T-bet. Diferenciácia Th2 buniek vyžaduje GATA3, ktorý je downstream od IL-4. Diferenciácia buniek Th17 vyžaduje retinoidný sirotský receptor (ROR)gt, čo je transkripčný faktor indukovaný transformujúcim rastovým faktorom (TGF-b) v kombinácii s IL-6, IL-21 a IL{{55 }}. Diferenciácia buniek Treg tiež vyžaduje ako transkripčný faktor forkhead box P3 (FOXP3).
Komplexná charakterizácia metylácie arginínu v primárnych T bunkách identifikovala regulačné úlohy PRMT pri rozhodovaní o osude T buniek. Pomocou hmotnostnej spektrometrie Geoghegan a kol. identifikovali 2 502 miest metylácie arginínu v 1 257 proteínoch v ľudských T bunkách (72). Na zozname boli komponenty signálneho mechanizmu receptora antigénu T buniek a kľúčové transkripčné faktory regulujúce určovanie osudu T buniek. Okrem toho títo autori kvantifikovali zmeny v obsadenosti metylácie arginínu počas primárnej diferenciácie T-buniek a preukázali zmeny v stechiometrii metylácie arginínu počas bunkovej stimulácie v podskupine proteínov kritických pre diferenciáciu T-buniek (72).
Tri nezávislé štúdie s použitím myší s deficitom PRMT5- špecifických pre T bunky potvrdili kľúčovú úlohu PRMT5 pri udržiavaní periférnych T buniek a usmerňovaní prechodu naivných T buniek na efektorový/pamäťový fenotyp (73–75). Inoue a kol. uviedli, že v porovnaní s kontrolnými myšami mali myši špecifické pre PRMT5 T bunky s homozygotnou deficienciou nižší počet invariantných NK (iNK) T, CD4 plus T a CD8 plus T buniek. PRMT5 bol tiež potrebný na prežitie a proliferáciu T-buniek (74). Tanaka a kol. ukázali, že PRMT5 bol kritický pre prechod T buniek z naivného na aktivovaný fenotyp a tiež pre udržanie už zrelých T buniek (73). Lindsay a kol. tiež potvrdil, že PRMT5 bol potrebný na udržanie normálnej populácie iNKT, CD4 plus T a CD8 plus periférnych T buniek (75). Aktivita symetrickej dimetylácie arginínu aj hladiny expresie PRMT5 boli významne indukované v aktivovaných T bunkách.
Okrem toho Inoue a kol. tiež uviedli, že PRMT5 uľahčil zostrih pre-mRNA z Il2rg a Jak3 na zvýšenie hladín ich expresie na udržanie populácií T-buniek. Il2rg kóduje gc, čo je receptorová podjednotka zdieľaná cytokínmi vrátane IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 a IL-21 (76). Rodina cytokínov gc pevne reguluje vývoj a funkciu lymfocytov prostredníctvom tyrozínkináz JAK1 a JAK3 (77). Defektný vývoj lymfocytov, vrátane T, B, NK a iNKT buniek, sa pozoruje u myší s deficitom buď gc alebo JAK3. Títo autori tiež ukázali, že symetrická dimetylácia arginínových zvyškov v proteínoch Sm pomocou PRMT5 pravdepodobne zodpovedá za zostrihové zmeny spôsobené deficitom PRMT5 (74).
CD8 plus cytotoxické T bunky s vysokou hustotou sú spojené s lepšou prognózou u mnohých druhov rakoviny (78). Preto sa v mnohých štúdiách skúmali korelácie medzi PRMT, proliferáciou CD8 plus T buniek a schopnosťou produkcie cytokínov. Kumar a kol. ukázali, že inhibícia CARM1 zvýšila počet CD8 plus T buniek infiltrujúcich nádor, podporila expresiu granzýmu B a IFN-g a proliferáciu markerov Ki-67, čo umožnilo silnejšiu schopnosť zabíjať nádor v CD8 plus T bunkách, čo naznačuje inhibíciu CARM1 zvýšená proliferácia CD8 plus T a produkcia cytokínov (79). Kumar a kol. tiež ukázali, že Carm{14}}knockout T bunky exprimovali vyššie hladiny pamäťového CD8 plus transkripčné faktory spojené s T bunkami, ako sú Tcf7 a Myb (79). Myb podporoval tvorbu pamäťových CD8 plus T buniek prostredníctvom transkripčnej aktivácie represie Tcf7 a Zeb2 (80). Najmä Carm1-knockout T bunky koexprimovali nízke hladiny inhibičných receptorov PD-1 a TIM3, čo sú markery vyčerpania T buniek (79). Na rozdiel od CARM1 inhibícia PRMT5 potlačila indukciu nádorových antigén-špecifických CD8 plus T buniek in vitro (81). Metylačné reakcie PRMT premenili SAM ako kofaktor darujúci metyl na sadenozyl-l-homocysteín (SAH), zatiaľ čo SAM sa tiež premenil na metyltioadenozín (MTA). SAH aj MTA inhibovali PRMT v spätnoväzbových slučkách, zatiaľ čo MTA účinne inhibovala aktivitu PRMT5 (82). MTA znížila proliferáciu a životaschopnosť CD8 plus T buniek, pretože inhibovala efektorové funkcie v ľudských antigén-špecifických CD8 plus cytotoxických T bunkách znížením degranulačnej kapacity CD8 plus T buniek a inhibíciou sekrécie IFN-g a IL-2 v spôsobom závislým od dávky (81). Strobl a kol. uviedli, že PRMT5-špecifický inhibítor metyltransferázy, EPZ015666, potlačil proliferáciu, životaschopnosť a funkčnosť CD8 plus T buniek (83).
Okrem toho títo autori spojili PRMT5 so selektívnym zostrihom MDM4, ktorý indukoval transdukciu signálnej kaskády p53 na sprostredkovanie zastavenia bunkového cyklu a apoptózy v CD8 plus T bunkách. Inhibícia PRMT5 tiež znížila signalizáciu proteínkinázy B (AKT) / cicavčieho cieľa rapamycínu (mTOR), čo narušilo proliferáciu a prežitie CD8 plus T buniek (83).
CD28 sa viazal na B7 na APC a kostimulácia s TCR znížila aktivačný prah T buniek, čím podporila diferenciáciu CD4 plus T buniek a expresiu cytokínov typu Th2- (84). Blanchet a kol. uviedli, že kostimulačné signály CD28 indukovali metyláciu arginínu v T bunkách (85). Vzhľadom na to, že SAH bol rýchlo eliminovaný S-adenosyl-L-homocysteín hydrolázou (SAHase) a SAH inhiboval aktivity PRMT, SAHáza slúži ako aktivátor PRMT. Farmakologické blokátory SAHázy silne inhibovali aktiváciu niekoľkých kľúčových proteínov stimulovaných signalizáciou TCR, vrátane AKT, extracelulárne regulovaných proteínkináz (ERK)1/2 a NF-kB. vedie k zhoršenej aktivácii CD4 plus T buniek (86).
Preto môžu mať PRMT dôležitú úlohu pri aktivácii a diferenciácii CD4 plus T buniek. Selektívne inhibítory pre PRMT5 by mohli potlačiť proliferáciu Th2 buniek (87). Webb a kol. pozorovali, že u myší s homozygotnou deficienciou špecifických pre T bunky PRMT5 sa podiel IFN-g plus T-bet plus, IFN-g plus a T-bet plus T buniek počas diferenciácie Th1 buniek zvýšil, ale celkový počet diferencovaných Th1 buniek bol znížená, viac ako pravdepodobne v dôsledku zníženej proliferácie Th1 (75). Okrem toho títo autori pozorovali, že percento GATA-3 plus IL-4 plus a IL-4 plus T buniek sa zvýšilo počas diferenciácie Th2 (75). Takže inhibícia PRMT5 zvýšila diferenciáciu CD4 plus T buniek, ale potlačila proliferáciu. Mechanicky sa ukázalo, že inhibítory SAHázy znižujú metyláciu arginínu Vav Guanín Nucleotide Nucleotide Exchange Factor 1 (Vav1), esenciálnej molekuly, čo vedie k obmedzenej aktivácii CD4 plus T buniek (86, 88). V súlade s tým sa arginín metylovaný Vav1 akumuloval v jadre a aktivoval jadrový faktor transkripčného komplexu aktivovaných T buniek (NFAT) a NF-kB, aby podporil produkciu IL-2 a proliferáciu T buniek (85). PRMT5 tiež reguloval transkripciu IL-2 metyláciou konkrétnych proteínov obsahujúcich sDMA (89).
Okrem toho znížená sekrécia IL{0}} inhibítormi PRMT5 pomohla potlačiť proliferáciu a diferenciáciu Th1 buniek (87). PRMT1 tiež metyloval proteín interagujúci s NFAT, NIP45, ktorý uľahčil spojenie s NFAT, čo je nevyhnutná modifikácia pre NIP45-indukovanú silnú augmentáciu NFAT transaktivácie a PRMT1 koaktiváciu IL-4 promótora (90, 91). Spoločne inhibítory SAHázy čiastočne kontrolovali proteíny stimulované signalizáciou TCR prostredníctvom zníženej metylácie Vav1, čím inhibovali aktiváciu CD4 plus T buniek. PRMT5 tiež podporoval produkciu IL{15}} metyláciou Vav1 alebo NF-45 a NF-90. Vzhľadom na to, že IL-2 má rozhodujúcu úlohu pri polarizácii naivných CD4 plus T buniek na fenotyp Th2 a pri proliferácii T buniek, vysoké hladiny expresie IL-2 indukované PRMT5 prispeli k CD4 plus T bunkám diferenciácia a proliferácia (92, 93).
Nedávne štúdie ukázali, že dysregulácia metylácie arginínu prispela k diferenciácii Th17. Na jednej strane farmakologická inhibícia PRMT1 zabránila tvorbe buniek Th17 (94). Mechanicky, v reakcii na IL-6 a transformujúci rastový faktor-b (TGF-b), PRMT1 interagoval s kľúčovým transkripčným faktorom pri diferenciácii buniek Th17, RORgt, a indukoval transkripciu a expresiu IL-17, ktorý charakterizoval fenotyp Th17 (94). Po kombinácii s RORgt bol PRMT1 prijatý do IL-17 promótora a asymetricky dimetylovaný histón 4 arginín 3 (H4R3). Metylácia H4R3 stabilizovala STAT3 aktivovaný IL-6 a odstránila STAT5 aktivovaný IL-2, čím sa zmiernil inhibičný účinok STAT5 na IL-17 promótor a podporila sa diferenciácia Th17 (95).
Na druhej strane však diferenciácia Th17 bola vážne narušená v modeli s deficitom PRMT5 špecifickom pre T bunky, pričom počet buniek RORgt plus IL17 plus, IL-17 plus a RORgt plus Th17 bol v tomto modeli veľmi nízky. (96). Táto situácia mohla nastať v dôsledku nasledovného: PRMT5 symetricky dimetylovaný SREBP1 na R321, ktorý inhiboval jeho fosforyláciu na S430 a zabránil degradácii SREBP1 prostredníctvom ubikvitín-proteazómovej dráhy (96). Táto zmena podporila stabilitu a transkripčnú aktivitu SREBP1, génového transaktivátora, ktorý podporuje biosyntézu cholesterolu, čo vedie k akumulácii silného endogénneho agonistu RORg, desmosterolu (75, 97).
Okrem účinkov na biosyntézu cholesterolu PRMT5 tiež posilnil glykolytický mechanizmus na reguláciu diferenciácie Th17. Inhibícia PRMT5 potlačila expresiu faktora regulujúceho glykolýzu, hypoxiou indukovateľného faktora 1-a (HIF{6}}a) na podporu diferenciácie Th17 prostredníctvom priamej transkripčnej aktivácie RORgt a podpory glykolytickej dráhy ( 75, 83, 98). Celkovo možno povedať, že metyláciou histónov na aktiváciu IL-17 promótora a reguláciu metabolického preprogramovania, vrátane glykolýzy a metabolizmu lipidov po aktivácii T buniek, PRMT podporili diferenciáciu Th17.
Pre bunky Treg bol FOXP3 hlásený ako transkripčný regulátor určujúci osud s vysokými hladinami FOXP3 a stabilitou potrebnou na imunosupresívnu aktivitu buniek Treg (99, 100). PRMT aktívne regulovali diferenciáciu a supresívnu aktivitu Tregs reguláciou FOXP3. PRMT1-katalyzovaná priama metylácia FOXP3 na R48 a R51 zvýšila supresívnu funkciu Treg buniek (101). Podobne PRMT1 mohol tiež ovplyvniť aktivitu Treg reguláciou iných proteínov interagujúcich s FOXP3, ako je napríklad proteín Forkhead box O1 (FOXO1) a transkripčný faktor Runt súvisiaci transkripčný faktor 1 (Runx1) (102, 103). PRMT1 metyloval FOXO1 na R248 a R250, aby stabilizoval proteín, a tiež metyloval Runx1 na R206 a R21, aby zosilnil jeho transkripčnú aktivitu (104, 105).
Okrem toho liečba inhibítorom PRMT1 AMI-1 posilnila citlivosť Treg na expresiu FOXP3 indukovanú TGF-b a zvýšila frekvenciu a supresívny účinok Tregs prostredníctvom priameho zvýšenia expresie FOXP3 (106, 107). Okrem PRMT1 PRMT5 reguloval aj expresiu FOXP3 v naivných T bunkách ovplyvňovaním expresie DNMT1, ktorá kontrolovala metyláciu CpG v promótore FOXP3, a preto zlepšila transkripčnú dostupnosť k regulačným oblastiam FOXP3 (108, 109). Okrem toho inhibícia PRMT5 ovplyvnila modifikáciu H3K27me3 v promótore FOXP3 a uľahčila expresiu FOXP3 (106). Keďže PRMT5 interagoval s EZH2, čo vyvrcholilo zvýšeným ukladaním H3K27me3, zmeny H3K27me3 v bunkách s deficitom PRMT5 mohli byť indukované interakciami PRMT5-EZH2 (110).
Na rozdiel od toho Yasuhiro et al., v modeli deficitu PRMT5-špecifického pre bunky Treg, pozorovali supresívnu aktivitu a účinky/pamäťový fenotyp Tregs boli znížené v dôsledku zníženého symetrického dimetylačného markera lokusu FOXP3 R51 (111 ). Títo autori však neskôr zistili, že nedostatok PRMT5 bol pravdepodobne spojený s chybnou údržbou, aktiváciou a proliferáciou buniek Treg prostredníctvom zhoršenej signalizácie gc, a nie metylovaného FOXP3 (73).
3.1.3.2 Zacielenie na aktiváciu a diferenciáciu B buniek
Zatiaľ čo T bunky boli dlho stredobodom výskumu nádorovej imunity, pre túto oblasť sú relevantné iné podskupiny imunitných buniek, najmä pokiaľ ide o koncepciu terciárnej lymfoidnej štruktúry (TLS). Namiesto toho, aby sa DC vyžadovali, aby migrovali z miesta nádoru do SLO, hypotéza TLS predpokladá, že tento jav sa vyskytuje priamo v ektopických lymfoidných orgánoch, ktoré sú generované nelymfoidným tkanivom infiltrujúcim okraje nádoru a strómu (112). Takéto štruktúry pozostávajú zo zóny CD3 plus T buniek a CD20 plus zóny B buniek, pričom prvá obsahuje DC pozitívne na DC-lyzozóm-asociovaný membránový glykoproteín a fibroblastové retikulocyty a druhá obsahuje germinálne centrá, plazmatické bunky, folikulárne DC a komplexy antigén-protilátka (113). V TLS antigény spojené s nádorom spúšťajú transformáciu B buniek na efektorový/pamäťový fenotyp, ktorý produkuje protilátky a prezentuje nádorové antigény T bunkám, čím zvyšuje prognostickú funkciu CD8 plus T buniek a podporuje rast T buniek (113). Zvýšené hladiny CD8 plus a CD4 plus T buniek, ktoré sa lokalizovali spolu so značnou infiltráciou CD20 plus B buniek, boli spojené s dlhodobým klinickým prežitím (114).
Okrem toho, niekoľko chemokínov bolo vylučovaných B bunkami na nábor DC, T buniek a NK buniek (113). Klinické kohortové aj analytické štúdie TME identifikovali pozitívne korelácie medzi odpoveďami pacienta na terapiu ICB a infiltráciou B-buniek a tvorbou TLS. Tieto štúdie zdôraznili doteraz nedocenenú úlohu B buniek v ľudskej protinádorovej imunite, a preto nádory necitlivé na ICB môžu lepšie reagovať na vznikajúce terapie zamerané na aktivitu B-buniek (115–117).
PRMT1, PRMT5 a PRMT7 regulujú proliferáciu a diferenciáciu B buniek, tvorbu zárodočných centier a protilátkové reakcie. U myší s deficitom PRMT1- špecifických pre B-bunky bol počet B-buniek v kostnej dreni a iných periférnych lymfoidných orgánoch významne znížený (118), zatiaľ čo vývoj B-buniek bol výrazne obmedzený v štádiu pred B-bunkami (119 ). Aktivované B bunky vykazovali zvýšené hladiny PRMT1 a arginín-metylovaného proteínu. Znížením regulácie génov aktivujúcich rekombináciu, Rag1 a Rag2, FOXO1 blokoval progresiu diferenciácie B-buniek za fázu pro-B buniek (120). Yamagata a kol. ukázali, že PRMT1 priamo metyloval FOXO1, aby inhiboval fosforyláciu pomocou AKT a následnú proteazomálnu degradáciu (105). Okrem toho PRMT1 tiež metyloval Iga podjednotku receptora B-buniek (BCR), aby inhiboval BCR-indukovanú aktiváciu Syk a signalizáciu fosfoinozitid 3-kinázy (PI3K), blokoval degradáciu proteínu FOXO a podporoval skôr diferenciáciu pre-B buniek. proliferácia (121, 122).
PRMT1 teda negatívne reguloval signalizačné udalosti B-buniek, ako je rekombinácia prepínania tried a výber antigénu prostredníctvom signalizácie PI3K-FOXO1, čím sa uľahčuje vývoj z pre-B buniek na nezrelé B bunky. Okrem toho PRMT1 sprostredkoval metyláciu arginínu CDK4, destabilizoval komplex CDK4-cyklín-D3, vyvolal zastavenie bunkového cyklu a podporil diferenciáciu pre-B buniek (119). V myšom modeli s deficitom PRMT{15}}periférneho B-buniek bola proliferácia a diferenciácia zrelých B-buniek po stimulácii vážne narušená, tvorba germinálnych buniek B (GC-B) bola chybná a aktivácia a proliferácia pamäťových B-buniek bola značne znížená (121). PRMT1 tiež udržiaval počet folikulárnych B (FO-B) buniek a podporoval tvorbu germinálneho centra (GC) po aktivácii FO-B buniek (118). PRMT1 chránil aktivované B bunky pred apoptózou reguláciou expresie proteínov prežitia rodiny BCL2, MCL1, BCL2, A1 a BCLX (121).
Litzler a kol. uviedli, že hladiny PRMT5 proteínu aj sDMA boli upregulované v proliferujúcich štádiách B buniek a že PRMT5 podporoval prežitie aktivovaných B buniek (123). PRMT5 bol nevyhnutný pre vývoj B buniek v Pro-B a Pre-B bunkách. PRMT5 chránil zrelé B bunky pred apoptózou a podporoval proliferáciu a tvorbu GC reguláciou transkripcie B buniek a vernosti zostrihu (123). Okrem toho PRMT5 priamo interagoval a metyloval BCL6, aby uľahčil transkripčnú represiu sprostredkovanú BCL{11}}, čím reguloval tvorbu GC (124). Cieľové gény BCL6 Irf4 a Prdm1, ktoré sprostredkovali diferenciáciu plazmatických buniek, boli tiež down-regulované PRMT5 (123).
Použitím modelu knockout myší PRMT7 špecifického pre B bunky Ying a kol. preukázali, že strata PRMT7 narušeného vývoja B buniek znížila marginálne zóny B (MZ-B) buniek, zvýšila FO-B bunky a podporila tvorbu GC po imunizácii (125). Deplécia PRMT7 zvýšila expresiu Bcl6 náborom H4R3me1 a symetrického H4R3me2 do promótora Bcl6. Diferenciácia podtypov plazmatických buniek1-vylučujúcich IgA a IgG bola tiež znížená u myší s deficitom PRMT{17}}pravdepodobne preto, že strata PRMT7 vyvolala zvýšenú reguláciu Bcl6 a inhibovala Irf4 a Prdm1 v GC-B bunkách (125 ).
3.1.3.3 Zacielenie na diferenciáciu makrofágov spojených s nádorom (TAM) a expresiu iných imunitných buniek
Pribúdajúce dôkazy teraz naznačujú, že TME mení imunitné bunky tak, aby potláčali imunitný dohľad a imunologické reakcie (126). Klasicky aktivované M1 makrofágy majú tendenciu fagocytovať nádorové bunky vytvorením prozápalového prostredia a uľahčením Th1 a CTL reakcií.
Alternatívne aktivované M2 makrofágy, ako sú TAM, však podporujú rast nádoru a inváziu zosilnením Th2 polarizácie, nádorovej angiogenézy a inhibíciou protinádorových imunitných reakcií (127). DC sa špecializujú na spracovanie a prezentáciu antigénu, zatiaľ čo NK účinne identifikujú nádorové bunky a využívajú cytotoxicitu sprostredkovanú perforínom/granzýmom na obmedzenie rastu nádoru, zatiaľ čo akumulované MDSC majú skôr výrazné imunosupresívne účinky ako diferenciáciu na zrelé myeloidné bunky (128).
Použitím myeloidne špecifického PRMT1 knock-out myšacieho modelu Tikhanovich et al. ukázali, že PRMT1 bol potrebný na diferenciáciu makrofágov M2. Indukcia PRMT1 sa pozorovala počas diferenciácie monocytov na makrofágy, čo viedlo k ukladaniu H4R3me2a na promótor g receptora aktivovaného peroxizómovým proliferátorom (PPARg), ktorý zvýšil expresiu PPARg (kľúčový transkripčný faktor potrebný na diferenciáciu fenotypu M2). Makrofágovo špecifická delécia PPARg narušila dozrievanie alternatívne aktivovaných M2 makrofágov (129, 130). V súlade s touto štúdiou PRMT1 indukoval polarizáciu makrofágov na typy M2 a zvýšil expresiu IL-6 a downstream STAT3 podporovaním PPARg-dependentnej makrofágovej efferocytózy na konzumáciu apoptotických teliesok v myšom modeli hepatocelulárneho karcinómu závislého od alkoholu (131).
Nedostatok PRMT1 tiež znížil typy M2 prostredníctvom cesty PPARg sprostredkovanej c-Myc, ktorá ovplyvnila obchodovanie, efferocytózu, fagocytózu a alternatívnu aktiváciu makrofágov (132–134). PRMT1 tiež metyloval c-Myc na R299 a R346, aby zvýšil svoju kapacitu väzby na p300 namiesto HDAC1. Tento vylepšený nábor komplexu c-Myc-p300 do génov spustil následnú transkripciu M2, ako sú promótory PPARg a manózového receptora C-typu 1 (MRC1) (129).
Okrem toho PRMT ovplyvnili expresiu a funkciu c-MYC v iných bunkových líniách nasledovne: 1) PRMT1 a CARM1 uložili markery H4R3me2a na promótor génu cMYC, ktoré boli čítané proteínom 3 (TDRD3)-topoizomerázou IIIB (TOP3B) obsahujúcom doménu Tudor ) komplexná a uľahčená transkripcia c-MYC (135). 2) PRMT5 metyloval miesta R218 a R225 v heterogénnom jadrovom ribonukleoproteíne A1 (hnRNP A1), aby reguloval transláciu c-MYC závislú od interného ribozómového vstupného miesta (IRES) (136). 3) Enzýmovo závislá inhibícia c-MYC polyubikvitinácie pomocou PRMT3 eliminovala ubikvitínom sprostredkovanú degradáciu C-MYC (137) a 4) PRMT5-sprostredkované značenie H4R3me2 bolo bohaté na väzbu c-Myc na CANNTG E- krabicové prvky a tiež regulovaná funkcia MYC (138).
PRMT6 tiež podporoval progresiu nádoru tým, že uľahčil diferenciáciu makrofágov na fenotyp M2 skôr ako na fenotyp M1 a podporoval neoangiogenézu nádoru. PRMT6 interagoval s ILF2 pri pľúcnom adenokarcinóme, aby reguloval syntézu inhibičných faktorov migrácie makrofágov na vyvolanie alternatívnej aktivácie TAM (139, 140).
Metylácia arginínu ovplyvnila aj iné imunitné bunky, okrem makrofágov. Inhibítor CARM1 s malou molekulou, nádory ošetrené EZM2302, boli infiltrované veľkým počtom dendritických buniek, krížovo prezentujúcich bunky cDC1 a bunky NK. Dôsledne, v PRMT 5-knockdown modeli nádoru bolo pozorované vyššie množstvo NK, DC a MDSC v porovnaní s kontrolným-knockdown modelom (19, 79).
V kombinácii majú PRMT zásadnú úlohu pri regulácii diferenciácie makrofágov a proliferácie buniek NK, DC a MDSC. Tieto funkcie poskytujú nielen nové perspektívy pre alternatívnu aktiváciu makrofágov, ale môžu identifikovať nové terapeutické ciele pre rakovinu.
3.2 PRMT a signalizácia IFN typu I
IFN typu I uľahčujú imunosurveillanciu rakoviny, protinádorovú imunitu a účinnosť imunoterapie niekoľkými spôsobmi, najmä stimuláciou dozrievania DC a zlepšením ich schopnosti spracovávať a prezentovať antigény v cykle vrodenej imunity proti rakovine (141). Typ IFN tiež zvyšuje expresiu cytotoxických mediátorov v CTL a bráni NK bunkám vyčistiť aktivované CD8 plus CTL, pričom súčasne zachovávajú pamäťový fenotyp a ovplyvňujú supresívne funkcie Treg (142). Keď rôzne triedy receptorov na rozpoznávanie vzorov (PRR), vrátane Toll-like receptorov (TLR), RNA-snímania receptorov indukovateľného génom retínovej kyseliny (RIG)-I-like (RLR) a senzorov cytosolickej DNA rozpoznávajú molekulárne vzorce spojené s patogénom alebo je indukovaný molekulárny vzorec spojený s poškodením, nábor TBK1 spolu s postupnou aktiváciou IRF3/7 a NF-kB, ktoré konvenčne zvyšujú expresiu génu stimulovaného IFN (ISG) a tvorbu IFN typu I (143). Je možné, že vhodná stimulácia IFN typu I a súvisiacich signálnych dráh by sa mohla vyvinúť ako účinné protinádorové imunoterapie.
3.2.1 Dráhy PRMT a TLR
Rozpoznanie molekulových vzorov spojené s patogénom pomocou TLR prispieva k transkripčnej up-regulácii odlišných génov. Faktor 6 (TRAF6) spojený s receptorom tumor nekrotizujúceho faktora (TNFR) bol identifikovaný ako kľúčový pre signálnu dráhu závislú od myeloidnej diferenciácie 88 (MyD88) s imunoregulačnými funkciami, ktorá bola downstream od TLR (143). PRMT1 metyloval a deaktivoval TRAF6, aby potlačil dráhu TLR závislú od TRAF. Toto potlačenie bolo zvrátené doménou jumonji obsahujúcou 6 (JMJD6), pričom TRAF6 je demetylovaný pomocou JMJD6. Pomer PRMT1/JMJD6 určil aktiváciu MyD88-závislej dráhy TLR. Metylácia arginínu TRAF6 bola spojená s nižšou aktivitou TRAF6 a downstream NF-kB, zatiaľ čo vystavenie ligandu TLR prechodne znížilo PRMT1, čo viedlo k demetylácii TRAF6 aktiváciou JMJD6 a NF-kB, potom, keď bol signál ukončený, PRMT1 znova. blokovala dráhu závislú od TRAF6-(144) (obrázok 3).
3.2.2 PRMT a dráha RIG-I
V dráhe RIG-I bola identifikovaná dôležitá úloha PRMT5 pri metylácii IFI16/IFI204; IFI16/IFI204 metylácia aktivovala dsRNA-indukované RIG-I/TLR3-sprostredkované reakcie interferónu typu I, aj keď IFI16/IFI204 zvyčajne slúžil ako proteín snímajúci DNA (19, 145). PRMT7 vytvoril agregáty na monometyláciu mitochondriálneho antivírusového signalizačného proteínu (MAVS) na R52, čím inhiboval jeho interakciu s RIG-I a TRIM31-spustenou MAVS K{19}}spustenou polyubikvitináciou katalyticky závislým spôsobom. Aktivácia MAVS a molekulárne udalosti vyvolané vírusom (IRF3, IkB a STAT1 fosforylácia) boli inhibované PRMT7, ale boli zachránené inhibítorom PRMT7, SGC3027 (146). MAVS prijal TRAF3 aj TRAF6, aby vytvoril komplex MAVS/TRAF3/TRAF6, ktorý interagoval s TBK1 a IKK, aby aktivoval produkciu IRF3 a IFN typu I (147). V skorých štádiách vírusovej infekcie bol PRMT7 autometylovaný na R32, čím sa deaktivovala jeho enzymatická aktivita a agregácia. SMURF1 bol potom prijatý do PRMT7 spôsobom závislým od MAVS, aby sa katalyzovala K48-viazaná polyubikvitinácia PRMT7, aby sa zabezpečila jeho včasná proteazomálna degradácia a následná aktivácia RIG-I-MAVS, zatiaľ čo SMURF1 degradoval MAVS, TRAF3, TRAF6 alebo USP25 v neskorších štádiách vírusovej infekcie, aby sa zabránilo nadmernej aktivácii signalizácie RLR (146).
U zebrafish PRMT2, PRMT3 a PRMT7 zoslabili antivírusové reakcie potlačením signálnej dráhy RIG-IMAVS. Lys63-spojenej autoubikvitinácii TRAF6 bolo zabránené PRMT2-sprostredkovanou asymetrickou dimetyláciou R100 na TRAF6, čím sa inaktivovala Nemodependentná signalizácia TBK1/IKKϵ (148). PRMT2 tiež súťažil s MAVS o väzbu TRAF6 a zabránil náboru TBK1/IKKϵ do MAVS (148). Prostredníctvom dvoch vyššie uvedených mechanizmov PRMT2 nepriaznivo kontroloval fosforyláciu IRF3/IRF7 a expresiu downstream génov IFN typu I (148). Títo autori tiež navrhli, že PRMT3 aj PRMT7 ovplyvnili fosforyláciu IRF3 a potlačili produkciu IFN interakciou s RIG-I (149, 150) (obrázok 4).
