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bioRxiv 2026-05-09

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骨髓增生异常综合征中疾病与免疫的生态决定因素 Stanley, R. F. 2026-05-09 PDF 骨髓增生异常综合征(MDS)是一种克隆性造血系统恶性肿瘤,其特征为无效造血、发育异常形态及进展为急性髓系白血病的风险。尽管恶性MDS疾病起始细胞内在的基因组改变已得到充分研究,但骨髓原位分子评估仍十分有限。本研究对固定脱钙的人骨髓核心活检组织(41例MDS,15例对照)进行单细胞空间基因表达、T细胞受体、MDS定义突变及RNA异构体分析,并与骨髓抽吸物的单细胞免疫基因组分析(35例MDS,6例对照)相结合。对超过7.47×10⁶个细胞进行骨髓空间分析,鉴定出在解离组织中难以捕获的造血及非造血细胞群体。我们开发了计算方法来比较生态位结构,揭示了MDS患者骨髓中造血生态位富集及T细胞免疫重组。对突变细胞的原位基因分型显示,恶性巨核细胞中TGFβ表达上调,抑制局部T细胞毒性。相反,由于多个TGFβ信号组分的异常剪接,突变细胞中的TGFβ信号通路被破坏。本研究提供了人类MDS骨髓的空间解析图谱,揭示了恶性细胞同时促进内在克隆持续存在并重塑微环境以实现免疫逃逸的机制。
超越捕获效率:循环肿瘤细胞分离技术基准测试的多维框架 von Zuben de Valega Negrao, C. 2026-05-09 PDF 转移仍是癌症相关死亡的主要原因,循环肿瘤细胞(CTCs)既是液体活检的候选生物标志物,也是转移扩散的可能中间环节。由于CTCs在外周血中极为罕见,平台比较通常仅聚焦于回收率。但对于依赖回收材料质量的应用(包括单细胞分析、短期培养和功能检测),这种关注是不够的。本研究通过人血加标实验,比较了四种CTC分离方法:TellDx CTC系统、Genesis系统、RosetteSep和流式细胞术。评估了所有四个平台的捕获效率;对TellDx、Genesis和RosetteSep进行了纯度评估;并以TellDx和Genesis分离后GFP信号在培养中的持续性作为短期分离后保存的探索性替代指标。在测试条件下,TellDx的回收率最高(88.1% ± 3.7%),其次是Genesis(40.6% ± 12.1%)、RosetteSep(36.5% ± 9.0%)和流式细胞术(7.6% ± 4.5%)。TellDx的纯度评分也最高(3.76),而Genesis(2.25)和RosetteSep(2.09)无显著差异。在短期培养实验中,TellDx来源样本在48小时和72小时保留的标准化GFP信号高于Genesis来源样本。为综合这些读数,我们提出回收性能指数(RPI),这是一个整合回收率、纯度和分离后信号持续性的复合评分。在该实验框架内,TellDx获得了最高RPI。这些数据支持两个结论:第一,CTC工作流程的平台基准测试需要多维评估而非仅关注回收率;第二,在此加标模型及所用特定工作流程下,TellDx在测试平台中表现最佳。因此,本研究的主要贡献是建立了一个实用的基准测试框架,未来可通过临床样本、多种CTC表型和正交活力检测进行扩展。
缺氧通过Rac1通路驱动HER2阳性乳腺癌中的曲妥珠单抗耐药性 Wolos, V. J. 2026-05-09 PDF 针对HER2阳性乳腺癌的靶向治疗耐药性仍是临床难题,尤其对复发或转移性患者而言。值得注意的是,在曲妥珠单抗及曲妥珠单抗-美坦新偶联物耐药背景下,缺氧诱导因子1(HIF-1)信号的持续激活已有充分文献记载。为深入理解HIF-1活性如何调控抗HER2治疗应答,我们采用鸟枪法蛋白质组学对HER2阳性乳腺癌的缺氧诱导耐药细胞模型进行了功能表征。通过全局磷酸化蛋白质组学分析,Rac1通路被鉴定为缺氧条件下富集程度最高的信号网络之一。进一步研究发现,在二维和三维培养体系中,使用1A-116小分子抑制剂选择性阻断Rac1可增强HER2阳性细胞对曲妥珠单抗的敏感性。综上,我们的研究证明缺氧条件会诱导HER2阳性乳腺癌细胞产生靶向治疗耐药性,并提示抑制Rac1具有增强曲妥珠单抗疗效的治疗潜力。
CD1a介导的经典微生物肽向T细胞的呈递 De Andrade Silva, B. J. 2026-05-09 PDF 朗格汉斯细胞表达非多态性抗原呈递分子CD1a,使其在人类麻风病中参与宿主对麻风分枝杆菌的免疫应答。CD1a最初被证实可呈递非经典脂肽抗原(如双脱氧分枝菌素)及化学结构多样的疏水性配体。本研究从麻风病灶中建立了以CD1a限制性方式识别麻风分枝杆菌的CD4+ T细胞系。出乎意料的是,抗原识别对蛋白酶敏感,通过生化纯化鉴定出两种微生物蛋白抗原:25 kDa的脂糖蛋白LppX,以及30 kDa且无已知脂质修饰的分泌蛋白Ag85A。重组蛋白以CD1a依赖性方式激活相应T细胞系。表位定位发现12聚体肽段可完全重建抗原性,这些肽段在麻风分枝杆菌与结核分枝杆菌间高度保守,并能诱导剂量依赖性的IFN-γ产生和T细胞增殖,证实DNA编码、核糖体翻译的肽段可作为CD1a限制性同源抗原。生化分析显示肽段与CD1a结合,等电聚焦和表面等离子共振(Ag85A的KD约75 μM)进一步支持该结论。CD1a-肽四聚体可特异性染色同源T细胞,可溶性CD1a足以呈递肽抗原,将LppX特异性TCR转入初始T细胞可恢复抗原反应性。通过CD1a-肽四聚体,我们发现逆转反应患者体内抗原特异性T细胞数量显著高于瘤型麻风患者和健康供体。CD1a限制性T细胞系分泌具有明确抗菌活性的IFN-γ和IL-26。这些发现共同证明,CD1a可作为麻风病细胞介导免疫应答中呈递经典微生物肽段的分子,拓展了已知CD1a配体谱系。由于CD1a具有非多态性且能向抗菌T细胞呈递抗原,CD1a-肽复合物可为研究、检测及潜在靶向分枝杆菌免疫提供广泛适用的平台。
黏连蛋白桥接作为增强子-启动子通讯的物理原理 Foldes, T. C. 2026-05-09 PDF 增强子是基因组功能的核心,是非编码序列,能够控制数百千碱基之外的启动子转录。然而,这种长距离通信的物理基础仍不明确。普遍观点认为,当增强子与启动子通过染色质三维折叠实现空间邻近时,增强子会激活启动子。但仅凭空间邻近激活机制难以解释增强子功能的若干核心特征。本文提出,分子马达黏连蛋白通过环挤压过程中在增强子与启动子之间形成桥接,实现长距离增强子效应。该观点认为,调控通信由罕见且短暂的桥接结构传递,而非单纯的空间邻近。我们建立了基于黏连蛋白桥接动力学的定量模型预测转录输出,并通过工程化细胞在关键位置部署CTCF结合位点改变环挤压轨迹进行验证。该模型解释了增强子效应如何随基因组距离变化,以及CTCF位点如何在两个数量级范围内促进或绝缘增强子作用——这些行为与基于邻近的模型不相容。最终,我们的框架揭示CTCF位点可通过阻断或释放黏连蛋白环双向阻断增强子,解决了转录调控与基因组折叠效应间的长期悖论。综上,本研究确立了黏连蛋白桥接作为增强子-启动子通信模式,该模式可通过基因组环境调控,实现长基因组距离上的选择性可调转录控制。
遗传性出血性毛细血管扩张症中,内皮稳定性的破坏直接影响血管邻近细胞。 Climent, M. 2026-05-09 PDF 背景:遗传性出血性毛细血管扩张症(HHT)是一种由内皮TGFβ/BMP通路致病性变异引起的遗传性疾病,该通路对血管动静脉分化至关重要。血管缺陷导致血管脆弱且形态异常。驱动血管网络失效的具体机制尚未完全阐明,这增加了靶向治疗设计的复杂性。方法:对携带ACVRL1或ENG变异的HHT患者的鼻部毛细血管扩张组织进行单细胞RNA测序(2例ACVRL1和1例ENG患者)和空间转录组学分析(1例ACVRL1和1例ENG),以揭示内皮细胞(EC)群体。通过透射电子显微镜(1例ACVRL1和1例ENG)和组织学分析(23例ACVRL1和7例ENG)评估活检组织内的血管特征,特别关注呈现不同程度损伤的区域。结果:将HHT组织与文献中健康供体组织比较,我们在EC群体中发现了细胞异质性,揭示出两个不同的静脉细胞簇:一个稳定静止的群体(成熟静脉)和一个激活的促炎群体(HHT静脉)。这两个细胞簇的共存表明活检组织内存在细胞多样性,并通过透射电镜和组织学进一步验证,显示出排列有序的胶原蛋白和细胞结构与严重破坏的纤维化区域并存。此外,细胞间通讯分析使我们能够识别EC中与成纤维细胞和壁细胞相互作用的关键配体。特别地,我们发现HHT静脉EC中Midkine(MDK)缺失,并在体外进一步验证,提示其在细胞稳定性中的潜在作用。空间转录组学进一步揭示了HHT静脉EC邻近细胞的病理表型。结论:HHT活检组织呈现局部炎症和纤维化血管区域,并存在不同的EC转录亚群。在同一组织内,可区分稳定和激活的EC。仅在HHT样本中存在的病理样EC簇,可能通过丢失参与细胞通讯的重要配体导致血管渗漏。
CRISPR-PTM与CRISPR-VEIS:用于内源性磷酸化位点定量功能分析的多重平台 Willaume, S. 2026-05-09 PDF 将蛋白质翻译后修饰与表型结果联系起来仍具挑战性。尽管磷酸化蛋白质组学已鉴定出大量位点,但缺乏可靠方法测量单个磷酸化位点对内源性细胞适应性的影响。本文提出CRISPR-PTM和CRISPR-VEIS作为互补平台,用于定量内源性磷酸化位点研究。CRISPR-PTM是一种多重敲入框架,通过内部等位基因标记创建特定磷酸化位点变体,可在混合群体中精确测量适应性。CRISPR-VEIS通过原位mRNA基因分型将内源性编辑与单细胞表型关联,无需克隆分离。应用于必需WEE1-CDK1通路时,我们探究了为何经典CDK1-Y15磷酸化无法解释WEE1缺失表型。CRISPR-PTM量化了CDK1变体的适应性效应,发现Y19是新型WEE1依赖性抑制位点。单一位点Y15或Y19替换影响微弱,而联合CDK1-Y15F/Y19F编辑导致严重适应性缺陷,表型模拟WEE1失活。CRISPR-VEIS证实两个位点的急性内源性编辑与单细胞CDK活性升高相关。这些方法为连接内源性磷酸化位点与细胞适应性及信号传导提供了广泛适用策略,揭示了关键调控网络中重要的功能冗余。
肿瘤相关巨噬细胞的类器官建模揭示吞噬检查点阻断诱导其向免疫抑制性SPP1+表型转化 Nakano, M. 2026-05-09 PDF 肿瘤相关巨噬细胞(TAM)在癌症免疫应答中发挥关键作用,但受限于缺乏合适的模型系统,对天然人类肿瘤微环境(TME)中TAM的研究一直进展缓慢。本研究采用气液界面(ALI)培养的肿瘤碎片构建患者来源类器官(PDO),其包含含基质和免疫亚群的人类TME,可稳定维持由内源性CSF-1支持的TAM,并对其极化信号产生适当应答。在类器官中阻断CD47调控检查点的抗体可刺激吞噬作用并重塑TAM细胞因子分泌谱,该现象在抗CD47 I期临床试验患者中得到验证。在筛选的PDO组织学类型中,抗CD47对透明细胞肾细胞癌(ccRCC)的肿瘤杀伤作用尤为显著,且与TAM浸润增加相关。PDO包含多种此前描述的TAM亚群,但抗CD47将类器官TAM重编程为免疫抑制性SPP1+表型,揭示了负反馈机制。我们的发现揭示了巨噬细胞检查点阻断所激活的耐药回路,并将ALI PDO确立为解析人类巨噬细胞生物学和指导精准免疫治疗的可靠转化平台。
ATR对S/G2检查点的执行阻止了S期的过早关闭和基因组不稳定性。 McEvoy, M. J. 2026-05-09 PDF ATR执行的S/G2检查点在DNA复制过程中被激活,以抑制FOXM1依赖CDK1的磷酸化,进而阻止G2/M基因网络的转录激活,直至S期结束。然而,该检查点确保DNA复制完成的程度以及是否维护基因组完整性此前尚不清楚。本研究通过使用多种ATR通路抑制剂,在非恶性人类上皮细胞中诱导S期全程的S/G2检查点失效。结果导致有丝分裂激酶复合物cyclin B1-CDK1过早关闭DNA复制程序,阻止基因组复制的完成。进而导致失活复制体滞留在染色质上,未启动的复制起点进入G2期,引发后续全核γH2AX积累及有丝分裂失败。综合这些发现表明,S/G2检查点确保复制完成和基因组稳定性。
G2期的时序调控避免了由DNA复制应激诱导药物引起的治疗诱导性衰老,并提供了协同细胞毒性作用。 Nonaka, K. 2026-05-09 PDF 抗癌药物引发的DNA复制应激(DRS)的细胞反应涉及G2/M检查点激活(促进G2期短暂细胞周期停滞)和DNA修复,随后诱导细胞凋亡或衰老。本研究通过DRS诱导药物激活p53-p21通路和ATR,发现细胞向衰老的转化取决于G2期的持续时间。使用G2/M检查点抑制剂缩短G2期时长,不仅导致细胞命运从衰老转向有丝分裂进入,还通过将DRS诱导药物产生的染色体畸变带入有丝分裂并推动后续分裂进程,实现有效细胞死亡。这种增强的细胞死亡在p53缺陷细胞中同样被观察到,而此类细胞通常不会发生衰老。因此,我们提出G2期的时序调控是一种独立于p53状态增强DRS诱导药物效果的策略。