免疫檢查點抑制劑（ICB）為黑色素瘤、結(jié)直腸癌等癌癥患者帶來新希望，但不足35%的實體瘤響應(yīng)率及耐藥問題仍亟待解決。腫瘤細胞對干擾素（IFN-γ）等細胞因子的信號應(yīng)答異常，是免疫逃逸的核心機制之一。威康桑格研究所和Open?Targets的研究團隊通過全基因組CRISPR敲除文庫篩選結(jié)合自體腫瘤類器官-T細胞共培養(yǎng)體系，首次鑒定出CHD1（染色質(zhì)域解旋酶DNA結(jié)合蛋白1）和MAP3K7（編碼TAK1激酶）為免疫治療耐藥關(guān)鍵調(diào)控因子，二者缺失可通過增強IFN-γ轉(zhuǎn)錄響應(yīng)、激活CDX2介導(dǎo)的凋亡通路，顯著提升腫瘤細胞對免疫殺傷的敏感性。在這一研究中，CRISPR文庫篩選技術(shù)展現(xiàn)了其在系統(tǒng)性解析基因功能與免疫互作中的強大能力，海星生物（HySigen）作為專業(yè)的基因編輯與篩選服務(wù)提供者，可為類似研究提供從文庫構(gòu)建、篩選到數(shù)據(jù)解析的全鏈條技術(shù)支持。
一、核心研究方法?
1.全基因組CRISPR文庫篩選體系
使用MinLibCas9精簡gRNA文庫，針對18,761個人類蛋白編碼基因進行敲除篩選。
在三種癌細胞系（黑色素瘤A375和SK-MEL-2；結(jié)直腸癌HT-29）及其JAK1或JAK2敲除克隆中，分別加入IFN-γ、IFN-β和IL-6等細胞因子，模擬腫瘤微環(huán)境中的免疫壓力。
2.自體腫瘤類器官-T細胞共培養(yǎng)篩選平臺：利用來自微衛(wèi)星不穩(wěn)定結(jié)直腸癌（CRC-9）患者的腫瘤類器官與其自體腫瘤反應(yīng)性T細胞（主要為CD8? T細胞）進行共培養(yǎng)。在類器官系統(tǒng)中進行CRISPR文庫篩選，直接評估基因敲除對T細胞介導(dǎo)的腫瘤細胞殺傷的影響。
3.機制驗證與動物模型：
通過RNA測序、Western blot、細胞凋亡檢測等驗證篩選結(jié)果。
構(gòu)建Chd1和Map3k7雙敲除的B16-F10黑色素瘤小鼠模型，評估其在ICB治療下的腫瘤生長與免疫細胞浸潤變化。
4.臨床數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析：整合TCGA、Hartwig Medical Foundation等公共數(shù)據(jù)庫，分析CHD1和MAP3K7表達與患者ICB應(yīng)答的相關(guān)性。
二、核心結(jié)果解析?
（一）CHD1與MAP3K7缺失協(xié)同增強IFN-γ敏感性
在IFN-γ篩選中，研究團隊鑒定出CHD1（染色質(zhì)重塑酶）和MAP3K7為顯著的功能缺失致敏基因。圖1E展示了全基因組篩選結(jié)果：CHD1和MAP3K7敲除在不影響基礎(chǔ)增殖的前提下，顯著增強HT-29細胞對IFN-γ的敏感性。值得注意的是，單敲除（CHD1 KO或MAP3K7 KO）即可產(chǎn)生致敏效應(yīng)，而雙敲除（dKO）展現(xiàn)出明顯的累加效應(yīng)（additive effect），在HT-29和前列腺癌細胞系VCaP中均觀察到對IFN-γ殺傷的顯著增敏（圖1F）。
機制上，雖然CHD1/MAP3K7缺失不影響JAK-STAT通路激活（p-STAT1水平與WT相當，圖1G），但顯著抑制了NF-κB信號（p-p65降低），并增強caspase-3/8介導(dǎo)的凋亡激活。這一發(fā)現(xiàn)揭示了IFN-γ誘導(dǎo)細胞死亡的新調(diào)控層面：通過抑制NF-κB介導(dǎo)的存活信號，而非直接干擾IFN-γ受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。
（二）自體T細胞共培養(yǎng)篩選驗證CHD1/MAP3K7的免疫致敏作用
在CRC-9腫瘤類器官-自體T細胞共培養(yǎng)篩選中（圖2A），研究團隊通過比較兩輪T細胞選擇后的gRNA豐度變化（圖2B），鑒定出JAK1、JAK2、IFNGR1/2、STAT1等經(jīng)典IFN-γ通路基因為抗性基因，而SOCS1、PTPN2、ADAR等為致敏基因。特別值得關(guān)注的是，MAP3K7在TNF-α篩選中位于前1%致敏基因，且CHUK敲除同樣致敏，強調(diào)了NF-κB通路在T細胞殺傷中的保護作用。
競爭實驗（圖2D-E）直觀展示了CHD1/MAP3K缺失的免疫致敏效應(yīng)：在GFP標記的NT對照與BFP標記的KO細胞1:1共培養(yǎng)體系中，CHD1 KO或MAP3K7 KO細胞在T細胞壓力下被選擇性清除（BFP:GFP比值隨時間下降），而dKO細胞的清除速率顯著高于單敲除，與SOCS1 KO（已知免疫檢查點負調(diào)控因子）的致敏程度相當。這一結(jié)果在圖2C的熱圖中得到進一步驗證：MAP3K7和CHD1在T細胞、TNF-α、IFN-γ篩選中均表現(xiàn)為致敏基因（紅色），但在不同細胞模型中存在背景依賴性表達差異。
（三）CDX2介導(dǎo)CHD1/MAP3K7缺失的轉(zhuǎn)錄重編程
為解析CHD1/MAP3K7調(diào)控免疫敏感性的分子機制，研究團隊對HT-29和VCaP的KO細胞進行了RNA-seq分析（圖3A）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CHD1 KO顯著上調(diào)IRF8（IFN-γ信號主調(diào)控因子）和TNFRSF1B（TNF-α受體亞基）表達，而MAP3K7 KO則下調(diào)TNFAIP3（NF-κB負調(diào)控因子）和CXCL10。通路富集分析顯示，dKO細胞中JAK-STAT信號和雄激素受體信號顯著激活，而NF-κB和自噬通路受抑（圖3B）。
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)在于CDX2的誘導(dǎo)表達：在IFN-γ刺激的HT-29 dKO細胞中，CDX2是上調(diào)最顯著的轉(zhuǎn)錄因子（圖3C），其蛋白水平在CHD1/MAP3K7缺失后顯著升高（圖3D）。通過構(gòu)建CDX2三重敲除（tKO）細胞，研究團隊發(fā)現(xiàn)CDX2 KO完全挽救了HT-29 dKO細胞對IFN-γ的敏感性（圖3F-G），并逆轉(zhuǎn)了dKO誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄程序（PCA分析顯示tKO與NT對照聚類，圖3E）。GSEA分析進一步證實，CDX2缺失可恢復(fù)NF-κB活性和自噬通路，表明CHD1/MAP3K7通過抑制NF-κB信號、誘導(dǎo)CDX2表達，進而增強IFN-γ誘導(dǎo)的凋亡敏感性。
圖3.CHD1和MAP3K7通過依賴于CDX2的轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)來控制癌細胞對IFN-γ的反應(yīng)
（四）體內(nèi)驗證與臨床轉(zhuǎn)化價值
研究團隊利用B16-F10黑色素瘤小鼠模型驗證了Chd1和Map3k7缺失的體內(nèi)效應(yīng)（圖4A-B）。在免疫健全的C57BL/6小鼠中，dKO腫瘤的生長速度顯著慢于對照組，且對anti-PD-1/anti-CTLA-4聯(lián)合治療（ICB）表現(xiàn)出更高的響應(yīng)率：dKO腫瘤的退縮頻率（regression rate）顯著增加，腫瘤大小顯著減?。?b>圖4C-D）。腫瘤免疫表型分析顯示，dKO腫瘤中CD8+T細胞浸潤顯著增加，調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）比例降低，CD8+/Treg比值升高，且CD8+T細胞活化標志物CD44表達上調(diào)（圖4E），表明CHD1/MAP3K7缺失重塑了免疫微環(huán)境，促進了細胞毒性T細胞的浸潤與功能。
在臨床轉(zhuǎn)化層面（圖4F-G），研究團隊分析了Hartwig Medical Foundation（HMF）數(shù)據(jù)庫中接受ICB治療的轉(zhuǎn)移性實體瘤患者數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，肺癌患者腫瘤中MAP3K7低表達與ICB臨床獲益顯著相關(guān)（P=0.03），黑色素瘤患者CHD1低表達與獲益顯著相關(guān)（P=0.018），其預(yù)測效能優(yōu)于傳統(tǒng)標志物PD-L1（CD274）和CD8A表達。TCGA數(shù)據(jù)分析進一步證實CHD1與MAP3K7在前列腺癌中頻繁共缺失，且兩者表達高度正相關(guān)，提示共調(diào)控機制。
圖4.CHD1和MAP3K7表達水平的降低會增強抗腫瘤免疫反應(yīng)，并與免疫檢查點阻斷治療的臨床效果相關(guān)聯(lián)
三、研究意義與展望
本研究通過系統(tǒng)性CRISPR文庫篩選，首次將CHD1和MAP3K7缺失定義為一種“獲得性脆弱性”，即這兩個基因的缺失雖可能促進腫瘤進展，卻也使腫瘤細胞更易受IFN-γ和T細胞攻擊。這為ICB耐藥患者提供了新的治療思路：針對CHD1/MAP3K7通路進行抑制，或可增強免疫治療的敏感性。
此外，該研究建立的自體腫瘤類器官-T細胞共培養(yǎng)篩選平臺，克服了傳統(tǒng)細胞系模型缺乏患者特異性免疫識別的局限，為未來個體化免疫治療研究提供了有力工具。
參考文獻：Watterson A, Picco G, Veninga V, et al. CRISPR screens in the context of immune selection identify CHD1 and MAP3K7 as mediators of cancer immunotherapy resistance[J]. Cell Reports Medicine, 2026, 7(1).
