Protein-arginin-metylering: en ny endring i kreftimmunitet og immunterapi del 1

De siste årene har proteinargininmetyltransferaser (PRMT) dukket opp som nye medlemmer av en genuttrykksregulatorfamilie i eukaryoter, og er assosiert med kreftpatogenese og progresjon. Kreftimmunterapi har forbedret kreftbehandlingen betydelig når det gjelder total overlevelse og livskvalitet. Proteinargininmetylering er en epigenetisk modifikasjonsfunksjon, ikke bare i transkripsjon, RNA-behandling og signaltransduksjonskaskader, men også i mange kreft-immunitetssyklusprosesser. Argininmetylering er involvert i aktiveringen av anti-kreftimmunitet og reguleringen av immunterapiens effekt.

I denne anmeldelsen oppsummerer vi den mest oppdaterte informasjonen om regulatoriske molekylære mekanismer og forskjellige underliggende signalveier for argininmetylering i medfødte og adaptive immunresponser under kreft. Vi skisserer også potensialet til PRMT-hemmere som effektive kombinatoriske behandlinger med immunterapi.

Nøkkelord: proteinargininmetyltransferaser (PRMT), kreftimmunitet, kreftimmunterapi, posttranslasjonell - modifikasjon, den molekylære mekanismen

Klikk cistanche tubulosa fordelerprodukt

For more information:1950477648nn@gmail.com

1. INTRODUKSJON

Post-translasjonell modifikasjon er en kjemisk modifikasjon som øker proteinfunksjonelt mangfold via kovalent tillegg av en kjemisk gruppe. Prosessen modulerer proteinfunksjon og har dukket opp som en avgjørende regulator av flere cellulære prosesser i kreft.

Imidlertid har argininmetylering, i motsetning til acetylering, ubiquitinering og fosforylering, fått lite oppmerksomhet inntil nylig, hovedsakelig på grunn av den hakkete naturen til substratdeteksjon og fravær av pålitelige antistoffer og effektive småmolekylære hemmere. Proteomikk og inhibitorfunn har utdypet vår forståelse av forfattere, lesere og regulatorer under argininmetylering. Proteinargininmetyltransferaser (PRMT) katalyserer argininmetylering som "forfattere", og er hovedsakelig involvert i transkripsjonsaktivering og undertrykkelse, pre-mRNA-spleising og DNA-skaderesponser (1). Argininmetylering modulerer også transkripsjonen av målrettede loci, og medierer dermed nøkkelcelleprosesser for å opprettholde vevshomeostase og sykdomsfenotyper. Fordi argininmetylering er en målrettet modifikasjon, har PRMT-hemmere vist stort potensiale som kreftbehandlinger i prekliniske modeller og kliniske studier, for å effektivt forbedre pasientens overlevelse (2).

Ettersom immunsystemets funksjoner er veletablerte og avgjørende for svulstovervåking og kreftbehandling, er raskt fremvoksende kreftimmunterapier nå ansett som den fjerde søylen for kreftbehandling (ved siden av kirurgi, strålebehandling og kjemoterapi) (3).

Kreftimmunitet eliminerer typisk tumorceller eller begrenser deres vekst, men den fremmer også tumorprogresjon ved å etablere tumormikromiljøer (TME), som tilpasser seg tumorvekst (4). Til tross for effektiviteten av behandling med immunkontrollpunktblokkade (ICB), oppnår et mindretall av pasienter med avanserte maligniteter kliniske fordeler av disse behandlingene, og de fleste utvikler medfødt eller ervervet resistens (5).

Det er derfor nødvendig med ytterligere forskning på immunterapibaserte kombinasjonsmetoder for å forbedre den totale overlevelsen hos pasienter med kreft i avansert stadium.

Gitt at kreftimmunresponser er kontinuerlige, dynamiske, tett regulerte og godt utformede prosesser, kan suppressive responser på immunterapi tilskrives flere faktorer, inkludert TME-immunfenotypen og molekylære mekanismer som ligger til grunn for iboende tumorresistens (6). Blant problemstillinger som er relevante for optimal respons på immunterapi er hvert trinn i en serie av kaskadeamplifikasjonsprosesser kalt kreftimmunitetssyklusen, samspillet mellom medfødt og adaptiv immunitet samt aktivering eller tap av onkogene signalveier. Den klassiske kreft-immunitetssyklusen inkluderer antigenekspresjon og presentasjon, T-cellehandel og tumorinfiltrasjon, og dreping av målceller av cytotoksiske T-lymfocytter (CTL). Medfødt immunitet integrerer, opprettholder og forsterker denne syklusen fullstendig. Mens epigenetiske regulatorer er involvert i aktivering og translokasjon av immunceller til TME, så vel som påfølgende immunresponser, forblir deres spesifikke roller i tumorimmunitet og deres kombinerte effekter med immunterapi uklare (7, 8).

Her gjennomgår vi argininmetyleringsfunksjoner i tumorimmunitet fra tre perspektiver: 1) involvering av kreft-immunitetssyklus i antitumorresponser, 2) Type I interferon (IFN) produksjon og relaterte signalveier, og 3) iboende tumorresistensmekanismer. Ved å bruke disse perspektivene gir vi bevis som fremhever de nye fysiologiske rollene til PRMT i kreftimmunitet, og vi spør om PRMT-hemmere kan kombineres med immunterapi for å oppnå maksimale og langvarige terapeutiske effekter ved kreft.

2 PRMTS

2.1 PRMT-klassifisering

Argininmetylering refererer stort sett til tilsetning av metylgrupper fra S-adenosylmetionin (SAM) til guanidinogruppene i argininsidekjeden, som katalyseres av PRMT-er (9). Fem potensielle hydrogenbindingsdonorer er lokalisert i guanidinogruppen, med argininrester-metylering som fjerner en potensiell hydrogenbindingsdonor, og endrer derved formen på argininrester uten å nøytralisere kationiske ladninger og genererer fysiologiske effekter i de fleste celler (10, 11). 

For tiden er ni PRMT-er (PRMT 1–9) identifisert i pattedyrceller og er delt inn i tre distinkte grupperi henhold til katalytisk aktivitet: 1) w-NG-monometylarginin (MMA) refererer til en enkelt metylgruppe lagt til det terminale nitrogenatomet, 2) asymmetrisk w-NG-dimetylarginin (aDMA) refererer til en annen metylgruppe plassert på samme guanidino gruppe basert på MMA, og hvis plassert på det andre terminale guanidino-nitrogenet, refererer dette til 3) symmetrisk w-NG, N'Gdimetylarginin (CDMA). Type I-enzymer (PRMT1, PRMT2, PRMT3, PRMT4 (CARM1), PRMT6 og PRMT8) katalyserer aDMA (12), mens type II-enzymer (PRMT5 og PRMT9) katalyserer CDMA (13), og type III-enzymer (PRMT7) bare katalyserer MMA (Figur 1). PRMT-er deltar i mange biologiske prosesser, inkludert genuttrykksregulering, DNA-skaderesponser og cellesignalering (tilleggstabell 1). PRMT-er er dominerende og essensielle for menneskelige celler, spesielt PRMT1, som er ansvarlig for 85 prosent av aDMA, og viser et dramatisk tap av metylering når det slås ut (14).

Dessuten spekuleres det i at det eksisterer mye krysstale mellom PRMT-er (15). PRMT1-tap forårsaker frigjøring av forskjellige substrater fordi de ikke lenger blokkeres av en aDMA-modifikasjon, noe som får disse substratene til å bytte til Type II og III PRMT-mål (15). PRMT-er har imidlertid gjensidig utelukkende funksjoner selv om de gjelder en rekke identiske substrater in vitro (16).

2.2 PRMT-funksjoner i kreftbiologi

Tidligere studier rapporterte at det forhøyede uttrykket av PRMT-er var korrelert med tumorgenese og dårlig prognose i flere kreftformer (17–19) (tilleggstabell 2). Til dags dato er de fleste PRMT-er involvert i reguleringen av celleprosesser assosiert med kreftvedlikehold, inkludert epigenetisk-mediert genuttrykk, mRNA-spleising og DNA-skaderesponser (20). Blant disse banene er epigenetisk regulering en fremtredende mekanisme som påvirker celleaktivitet, hovedsakelig på grunn av aktivering av PRMT-avsetning (histon H4R3me2a, H3R2me2s, H3R17me2a og H3R26me2a) eller undertrykkende (H3R2me2a, H3R8me2a, H3R8me2a, H3R8me2s, undertrykker og undertrykker histone eller histone) (henholdsvis) sentrale tumorrelaterte gener (21). Tidlige studier på ikke-histon-metylering identifiserte roller for PRMT-er i konstitutiv og alternativ spleiseregulering (22, 23). PRMT5 og type I PRMT-hemming undertrykte faktisk sDMA- og aDMA-funksjoner i RNA-bindende proteiner involvert i spleiseregulering, noe som førte til tumorsuppresjonsresponser i dyreleukemimodeller med spleisefaktormutasjoner (24). Nedregulering av DNA-skadereparasjon har lenge vært anerkjent som økende genom-ustabilitet for å generere ukontrollert kreftutvikling (25). Gitt at argininmetylering av DNA-skadereparasjonsrelaterte proteiner, inkludert MRE11, 53BP1 og hnRNPUL1, er nødvendig for DNA-reparasjon ved homolog rekombinasjonsreparasjon og ikke-homolog endesammenføyning, har PRMT-hemmere blitt kombinert med kjemoterapi for å overvinne resistens mot cytotoksiske behandlinger (26 –28).

Disse oppmuntrende funnene antyder potente og spennende roller for PRMT i kreftbehandling. Et annet uventet funn var den synergistiske effekten av PRMT-hemming i kombinasjon med immunkontrollpunkthemmere (ICI) (19). Derfor kan studier som klargjør de molekylære mekanismene som ligger til grunn for PRMT-utarming eller -hemming, bidra til å identifisere nye "medikamentelle" mål for immunterapi.

3 PRMTs I kreftimmunitet

Nylig har immunonkologi blitt et fremtredende område innen kreftbehandling, med ICIer identifisert som lovende monoterapier eller kombinasjonsterapier for å behandle forskjellige kreftformer (29). De trinnvise hendelsene involvert i induksjon og utførelse av antikreftimmunresponser, den såkalte cancerimmunitetssyklusen, gir et teoretisk grunnlag for tumorimmunterapi (30). Innenfor denne sammenhengen er det viktig å forstå samspillet mellom PRMT-er og komponenter i kreft-immunitetssyklusen, ettersom målretting av ett eller flere syklustrinn kan forbedre pågående antitumorimmunresponser og/eller stimulere nye. Mange studier har nå vist at type I interferon (IFN) er kritisk for immunresponser mot kreft siden IFN er en viktig regulator og mediator i hvert trinn i kreftimmunitetssyklusen (31, 32).

Derfor kan utvikling av sikre og effektive agonister for å stimulere type I IFN representere lovende strategier for kreftimmunterapi. Faktisk dukker iboende tumordefekter opp som sentrale molekylære faktorer som dikterer immunkonteksten til forskjellige krefttyper, med hindrende roller i lokale antitumorimmunresponser (33). Utnyttelse av forhold mellom iboende tumorgenetiske hendelser og PRMT er nødvendig for å maksimere inhibitoreffekten og utvikle personlige immunintervensjonsstrategier. Samlet vil identifisering av metyleringshendelser i kreft-immunitetssyklusen, karakterisering av type I IFN-produksjon og avdekke onkogene veier gi omfattende og dyp innsikt i PRMT-er i immunonkologi og bidra til å identifisere nye mål.

3.1 Rollen til PRMT i kreftimmunitetssyklusen

Betydelige bevis tyder på at tumorimmunitet ikke er en isolert prosess, men krever en serie trinnvise hendelser kalt "kreft-immunitetssyklusen", eller en selvforsterkende prosess der hvert trinn påvirker tumorutvikling og prognose ved å forsterke positive regulatoriske signaler eller hemme negative regulatoriske signaler (30, 34, 35). Fullstendig fjerning av ondartede svulster er teoretisk oppnåelig (30). I denne modellen oppnås rømming av tumorceller ved å forstyrre spesifikke trinn i kreft-immunsyklusen. Tumor-immunsyklusen begynner med frigjøring av tumorassosierte neoantigener fra tumorceller, som gjenkjennes av antigenpresenterende celler som dendritiske celler (DC), B-celler og makrofager, for å danne antigenisk peptid-major histokompatibilitet (MHC) komplekser. Modne DC-er migrerer fra svulsten til sekundære lymfoide organer (SLOs) for å levere antigene peptid-MHC-komplekser til CD4 pluss T- og CD8 pluss T-celler (36). T-cellereseptorer (TCR) gjenkjenner disse kompleksene og genererer et første signal, etterfulgt av oppregulering av transmembranproteinet CD40L på overflaten av Th-celler. Og så binder CD40L seg til CD40 på overflaten av DC-er, noe som øker B7-ekspresjonen betraktelig, og binder seg deretter sterkere til CD28 på overflaten av Th-celler. Dette doble signalet initierer samstimulering av T-celler og produserer cytokiner, noe som fører til aktivering av effektor-T-celler mot kreftspesifikke antigener. Aktiverte effektor-T-celler reiser deretter til svulsten via sirkulasjonen og skaper tumorinfiltrerende immunceller.

Til slutt gjenkjenner TCR-er på CD8 pluss T-celler det antigene peptid-MHC-I-komplekset og dreper målkreftceller, med antigener frigjort av døde kreftceller i neste syklus (30) De potensielle endringene regulert av argininmetylering i kreft-immunitetssyklusen er vist (Figur 2).

3.1.1 PRMT-er og presentasjon av tumorantigen

Mange kreftformer unngår immunavvisning ved å undertrykke MHC klasse I (MHC-I) antigenbehandling og presentasjon. MHC-I har tiltrukket seg betydelig oppmerksomhet da det presenterer endogene peptidantigener til CD8 pluss T-celler, hemmer interferens med tumorgjenkjenning og reduserer CD8 pluss T-celle cytotoksisitet, som er den primære effektoren til celletyper for ICB-suksess (4). MHC-I nedregulering ble observert i 40 prosent –90 prosent av humane svulster, noe som påvirker MHC: TCR-interaksjoner og reduserer kreftcellegjenkjenning av CD8 pluss T-celler. IFN-regulatoriske faktorer (IRF-er) og nukleotidbindende domene leucinrikt gjentatt-holdig (NLR) familie CARD-domene som inneholder 5 (NLRC5) er ofte assosiert med MHC-I nedregulering (37–40). MHC klasse II (MHC-II) molekyler uttrykkes hovedsakelig av spesialiserte antigenpresenterende celler (APC) og presenterer eksogene peptidantigener primært til CD4 pluss T-celler (41). Enten MHC-I- eller MHC-II-nedregulering er knyttet til en dårlig kreftprognose, svekket ICB-respons og reduserte tumoravvisningsrater i musemodeller (42–44).

En fersk studie rapporterte at PRMT5 kontrollerte MHC-I-overflod og antigenpresentasjon som påvirket NLRC5-transkripsjon (19). PRMT5-nedregulering eller farmakologisk hemming av PRMT5-aktivitet økte uttrykket av NLRC5 og dets målgener, som var involvert i antigenbehandling og presentasjon. NLRC5 er en transkripsjonsaktivator av MHC-I-gener når paret med transkripsjonsfaktorer som interagerer med MHC-I-promoterregulatoriske elementer, slik som SXY-modulen (39, 45). PRMT5 knockdown økte også NLRC5-ekspresjon etter IFN-g-behandling og ble ledsaget av økt MHC-I overflateekspresjon (19). NLRC5-ekspresjon var omvendt korrelert med PRMT5-ekspresjon i kreftceller (46). Derfor kan målretting av PRMT5 være en lovende strategi for å øke MHC-I-overflod og fremme antigenpresentasjon. Foruten PRMT5, ble flere andre PRMT-er vist å negativt regulere MHC-I-nivåer.

Hos monocytter reduserte PRMT1-hemming anrikningen av syklisk adenosinmonofosfat (cAMP) responselementbinding (CREB) på CRE-stedet på HLA-B (Major Histocompatibility Complex, Class I, B)-promotoren for å øke MHC-I-nivåene (47). I PRMT7 knockdown eller PRMT7-hemmer-behandlede murine melanom B16-celler er MHC-I-genregulatorer som Nlrc5 og dets målgener også oppregulert, i likhet med MS023 (PRMT1-hemmer)-gruppen (48).

PRMT1 ble vist å metylere klasse II-transaktivatoren (CITA) som er en nøkkelregulator for MHC-II-ekspresjon, og assosiert med og samarbeidet med transkripsjonsfaktorbinding til MHC-II-promotoren (49). Argininmetyleringen av CIITA førte til dens påfølgende nedbrytning og nedregulering av MHC-II mRNA og proteinnivåer (49). En fersk studie rapporterte at PRMT5 negativt regulerte MHC-II-ekspresjon i MYC-drevet hepatocellulært karsinom (50). MHC-II ble signifikant økt på tumorinfiltrerende CD45.1 pluss leukocytter og DC når MYC-overuttrykkende transgene mus ble behandlet med PRMT5-hemmeren, GSK3326595 (50). PRMT5-demping i MYC-overuttrykkende hepatocellulære karsinomceller regulerte direkte MHC-II-ekspresjon ved å redusere in vitro H3R8me2s- og H4R3me2s-anrikningen på CIITA- og CD74-promotere (50).

Derfor kan målretting av PRMT5 ved bruk av små molekylære hemmere indusere immuncelleinfiltrasjon i levertumorer og fremme antigenpresentasjon gjennom MHC-II oppregulering. En annen studie viste imidlertid at PRMT5--mediert akkumulering av symmetrisk dimetylert histon, H3R2 (H3R2me2s) som respons på IFN-g-stimulering og ble ledsaget av CIITA-anriking ved MHC-II-promotoren; PRMT5 aktiverte MHC-II-transkripsjon på en aktivitetsavhengig måte (51). Disse differensielle effektene av PRMT5 på MHC-II transkripsjonelle prosesser kan ha vært på grunn av forskjellige modeller, derfor kreves ytterligere studier for å avklare disse problemene. CARM1 aktiverte også IFN-g-stimulert MHC-II-transkripsjon indusert av CIITA på en argininmetyltransferaseaktivitetsavhengig måte. Dessuten metylerte CARM1 CREB-bindende protein i R714-, R742- og R768-posisjoner, og letter dermed en assosiasjon med MHC-II-promoteren og aktiverer synergistisk MHC-II-transkripsjon av CIITA (52). Sammen påvirket PRMT-er den CIITA-medierte induksjonen av MHC II av IFN via forskjellige mekanismer.

3.1.2 PRMT-er medierer immuncellemigrasjon ved å regulere kjemokinene, CXCL10 og CXCL11

For å utføre antitumorhandlinger migrerer T-celler gjennom sirkulasjonssystemet til svulsten etter initiering i lymfeknuter. CXCL9, -10, -11/CXCR3-aksen regulerer hovedsakelig immuncellemigrasjon, differensiering og aktivering. CXCR3 er en overflateuttrykt reseptor for CXCL9, CXCL10 og CXCL11 kjemokiner på immun- og kreftceller. Kjemokiner rekrutterer CTL, natural killer (NK), NK-T-celler og makrofager, og letter deretter infiltrasjon i kreftvev via en kjemotaktisk gradient, og fremkaller retningsbestemt migrasjon som respons på IFN-g, som synergistisk forsterkes av tumornekrosefaktor-a ( TNF-a) (53). Den subkutane injeksjonen av dødelige eller subletale doser av melanom B16-celler i CXCR3-/-mus etablerer en kritisk rolle for CXCR3 som reseptor for CXCL9, CXCL10 og CXCL11 under CTL-migrering (54). Tumor-avledede kjemokiner er også ansvarlige for å rekruttere Th2-celler, Tregs og myeloid-avledede suppressorceller (MDSCs) (53). Derfor har CXCL9, CXCL10 og CXCL11 avgjørende, ikke-overflødige, celleautonome roller som medierer immuncelleinfiltrering i svulster og induserer effektiv antitumorimmunitet. I tillegg undertrykte zeste homolog 2 (EZH2)-mediert histonlysinmetylering og DNA-metyltransferase-1 (DNMT-1)-mediert DNA-metylering produksjonen av henholdsvis CXCL9 og CXCL10, og hemmet deretter T-celletumor målsøking.

Derfor kan epigenetiske modulatorbehandlinger eliminere denne undertrykkelsen og til slutt forbedre kreftbehandlingen (55). Disse observasjonene antyder at epigenetisk omprogrammering av svulster kan regulere rekruttering av T-celler og den kliniske effekten av tumorimmunterapi, og argininmetylering som en utbredt og kritisk epigenetisk modalitet, påvirker disse prosessene.

Det katalytiske strukturelle domenet til CARM1 interagerer direkte med p65, som er lokalisert i det nukleære faktor kappa-B (NF-kB) Rel-homologi-domenet, og fungerer som et essensielt dimeriseringsmotiv (56). I TNF-a-stimulerte CARM1 knockdown-celler var p65-rekruttering til CXCL10-promotoren betydelig defekt og H3R17-metylering på promoteren var uoppdagelig, mens CARM1-gjeninnføring reddet disse responsene fullstendig, noe som tyder på at CARM1 var nødvendig for p65-rekruttering til CXCL10-promoteren. H3R17-metylering (56). PRMT5 regulerte også p65-assosiasjonen med CXCL10-promotoren, fordi PRMT5 utløste dimetylering av R30- og R35-seter på p65 og DNA-binding og kjernefysisk translokasjon av p65 (57). TNF-a-induksjonen av CXCL10 i endotelceller krevde PRMT5-mediert p65 argininmetylering. I følge annen forskning fra dette teamet induserte PRMT5 R174-dimetylering på p65 for å modifisere bindingen til CXCL11-promotoren (58).

Den symmetriske PRMT5-dimetyleringen av p65 ved R30 økte konsekvent dens affinitet for DNA og utløste NF-kB-indusert genuttrykk (59). Dempende PRMT5-aktiviteten med kort hårnåls-RNA eller den lille molekylære hemmeren EPZ015666 i melanom B16-celler økte derimot CCL5- og CXCL10-ekspresjonen etter stimulering (19). PRMT5 metylerte også IFI16, svekket bindingen til intracellulært dobbelttrådet DNA (dsDNA), og induserte derfor CCL5- og CXCL10-ekspresjon (19). Selv om interaksjoner mellom PRMT1 og CXCL10 eller CXCL11 ikke er beskrevet, dimetylerte PRMT1 asymmetrisk den konserverte R30-resten til p65 (60). PRMT1-metyleringsstedet er lokalisert i RxxRxRxxC-motivet til den p65 DNA-bindende L1-løkken (60). Metylert p65 har en dårlig affinitet for NF-kB delte oligonukleotider; det negativt regulerte p65 DNA-binding og transkripsjonell aktivitet, og forhindret derved NF-kB-rekruttering til mål-genpromotere (60).

Derfor antar vi at PRMT1 kan regulere kjemokiner på transkripsjonsnivå. PRMT1, CARM1 og PRMT5 bandt alle direkte til Rel-homologidomenet til p65, på grunn av det faktum at interaksjonen ble mediert av en sentral region som inneholdt det strukturelle metyltransferasedomenet, som var evolusjonært bevart (61). Totalt sett er PRMT-kjemokin-interaksjoner dynamiske og kontekstavhengige, slik at symmetrisk og asymmetrisk dimetylering kan oppveie og forekomme på forskjellige stadier av NF-kB-reaksjoner, og dermed rekruttere distinkte effektormolekyler og produsere forskjellige biologiske effekter. Kjemokinproduksjon bør fremmes for å lette rekrutteringen av tumorinfiltrerende lymfocytter ved selektivt å målrette distinkte PRMT-er.

3.1.3 Overvinne hemmende nettverk i TME

TME blir nå sett på som et komplekst tumorøkosystem snarere enn et tumorcellesentrert vekstmønster (62). For bedre å forstå hvordan TME fungerer, må vi forstå dens ekstracellulære matrise og stromalcellesammensetning. Stromceller er kategorisert som følger; infiltrerende immunceller (IIC), angiogene vaskulære celler og kreftassosierte fibroblaster (63). Antigenspesifikke infiltrerende immunceller omfatter medfødte immuncelletyper (makrofager (Mjs), dendrittiske celler (DCs), MDSCs, NKs, mastceller, nøytrofiler og adaptive immunceller (T- og B-lymfocytter) som reagerer på en rekke stimuli) (64). Mens de opprinnelig ble rekruttert fra omkringliggende vev eller benmarg for å omslutte tumorvev, blir disse cellene til slutt "omutdannet" til å bli forskjellige celletyper som genererer kronisk betennelse og angiogenese.

I dette miljøet krysstaler kreftceller og omkringliggende stroma med hverandre ved å undertrykke immunologisk gunstige gener, og indusere avvikende signalvei, og produserer til slutt potente cytokiner og kjemokiner som påvirker vertens immunovervåking for å opprettholde kreftcellevekst, progresjon og metastasering. Mye klinisk bevis viser nå at TME påvirker immunterapiens effekt og kliniske resultater betydelig, og at PRMT-er kan gi nye terapeutiske mål for tumorimmunterapi ved å modulere TME mot høy lymfocyttinfiltrasjon.

3.1.3.1 Målretting av T-cellespredning og differensiering

Fordi CD8-effektive T-celler er de mest potente tumor-drepende cellene, er T-cellepopulasjoner høyaktuelle forskningstemaer. CD8 pluss cytotoksiske T-celler og CD4 pluss T-hjelpeceller utgjør T-cellesubpopulasjoner i TME. Naive CD4 pluss-celler skiller seg hovedsakelig inn i fire distinkte populasjoner: T-hjelper 1 (Th1), Th2, Th17 og regulatoriske T (Treg) celler. Deres differensiering bestemmes av signalmønstre mottatt under deres første interaksjoner med antigener (65). T-celler i TME utøver ikke bare antitumoreffektorfunksjoner, men noen fremmer tumorvekst. Blant disse har CD8 pluss cytotoksiske T-celler og Th1-celler, vanligvis kjent som CTL-er, tumor-drepende roller. De sistnevnte cellene er karakterisert ved produksjon av IFN-g, TNF-a og interleukin (IL)-2, som støtter den førstnevnte celletypen eller fungerer som cytotoksiske T-celler for direkte å fjerne tumorceller (66). Th2-celler støtter B-celler ved å frigjøre IL-4, IL-5 og IL-13, mens Th17-celler fremmer tumorvekst ved å produsere IL-17, IL-21 og IL22 (65, 67). I tillegg demper Tregs T-cellemediert antitumorimmunrespons ved å direkte hemme T-cellefunksjon og cytokinproduksjon, eller indirekte hemme antigenpresentasjon for å hindre T-celleaktivering (68, 69). Et høyt forhold mellom Tregs og CD8 pluss T-celler indikerer vanligvis dårlig kreftprognose (70). CD8 pluss cytotoksiske T-celler mislykkes ofte i å hemme tumordannelse under tumorigenese på grunn av T-celleutmattelse, som er definert som det vedvarende uttrykket av Tcell-hemmende reseptorer og det progressive tapet av IFN-g-produksjon og degranuleringsfunksjoner som respons på langsiktige faktorer som kronisk betennelse eller kreftstimulering (71). IL-12 og IFN-g polariserer naive CD4 pluss T-celler mot Th1-celler gjennom handlinger fra signaltransduseren og aktivatoren til T-boks-transkripsjonsfaktoren T-bet. Th2-celledifferensiering krever GATA3, som er nedstrøms for IL-4. Th17-celledifferensiering krever retinoid-relatert orphan receptor (ROR)gt som er en transkripsjonsfaktor indusert av transformerende vekstfaktor (TGF-b) i kombinasjon med IL-6, IL-21 og IL{{55 }}. Treg-celledifferensiering krever også gaffelboks P3 (FOXP3) som en transkripsjonsfaktor.

Den omfattende karakteriseringen av argininmetylering i primære T-celler identifiserte de regulatoriske rollene til PRMT-er i T-celle-skjebnebeslutninger. Ved å bruke massespektrometri, Geoghegan et al. identifiserte 2502 argininmetyleringssteder i 1257 proteiner i humane T-celler (72). På listen var T-celleantigenreseptorsignalmaskinerikomponenter og sentrale transkripsjonsfaktorer som regulerer T-celleskjebnebestemmelse. Dessuten kvantifiserte disse forfatterne endringer i argininmetyleringsbelegg under primær T-celledifferensiering og demonstrerte endringer i argininmetyleringsstøkiometri under cellestimulering i en undergruppe av proteiner som er kritiske for T-celledifferensiering (72).

Tre uavhengige studier med T-cellespesifikke PRMT5--mangelfulle mus bekreftet nøkkelrollen til PRMT5 i å opprettholde perifere T-celler og veilede overgangen av naive T-celler til en effektor/minne-fenotype (73–75). Inoue et al. rapporterte at sammenlignet med kontrollmus, hadde PRMT5 T-cellespesifikke homozygot-mangelfulle mus lavere invariant NK (iNK) T, CD4 pluss T og CD8 pluss T-celletall. PRMT5 var også nødvendig for T-celleoverlevelse og spredning (74). Tanaka et al. viste at PRMT5 var kritisk for T-celleovergang fra en naiv til en aktivert fenotype, og også opprettholdelsen av allerede modne T-celler (73). Lindsay et al. bekreftet også at PRMT5 var nødvendig for å opprettholde normale iNKT, CD4 pluss T og CD8 pluss perifere T-cellepopulasjoner (75). Både aktiviteten til symmetrisk arginindimetylering og PRMT5-ekspresjonsnivåer ble signifikant indusert i aktiverte T-celler.

Dessuten har Inoue et al. rapporterte også at PRMT5 muliggjorde pre-mRNA-spleising fra Il2rg og Jak3 for å øke ekspresjonsnivåene deres for å opprettholde T-cellepopulasjoner. Il2rg koder for gc, som er en reseptorunderenhet som deles av cytokiner, inkludert IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 og IL-21 (76). Gc-cytokinfamilien regulerer lymfocyttutviklingen tett, og fungerer via tyrosinkinasene JAK1 og JAK3 (77). Defekt lymfocyttutvikling, inkludert T-, B-, NK- og iNKT-celler, er observert hos mus som mangler enten gc eller JAK3. Disse forfatterne viste også at den symmetriske dimetyleringen av argininrester i Sm-proteiner ved PRMT5 muligens stod for spleiseendringer forårsaket av PRMT5-mangel (74).

Høydensitet-CD8 pluss cytotoksiske T-celler er assosiert med en bedre prognose ved mange kreftformer (78). Derfor har korrelasjoner mellom PRMT, CD8 pluss T-celleproliferasjon og cytokinproduksjonsevne blitt undersøkt i en rekke studier. Kumar et al. viste at CARM1-hemming økte tumorinfiltrerende CD8 pluss T-celletall, fremmet uttrykk for granzym B og IFN-g og Ki-67 markørproliferasjon, noe som muliggjorde en sterkere tumordrepende kapasitet i CD8 pluss T-celler, noe som tyder på CARM1-hemming økt CD8 pluss T-proliferasjon og cytokinproduksjon (79). Kumar et al. viste også at Carm1-knockout T-celler uttrykte høyere nivåer av minne CD8 pluss T-celle-assosierte transkripsjonsfaktorer, som Tcf7 og Myb (79). Myb fremmet minne CD8 pluss T-celledannelse via transkripsjonell aktivering av Tcf7 og Zeb2 undertrykkelse (80). Spesielt uttrykte Carm1-knockout T-celler lave nivåer av de hemmende reseptorene PD-1 og TIM3, som er T-celleutmattelsesmarkører (79). Forskjellig fra CARM1 undertrykte PRMT5-hemming induksjonen av tumorantigenspesifikke CD8 pluss T-celler in vitro (81). PRMT-metyleringsreaksjoner konverterte SAM, som en metyldonerende kofaktor, til Sadenosyl-l-homocystein (SAH), mens SAM også ble omdannet til metyltioadenosin (MTA). Både SAH og MTA hemmet PRMT-er i tilbakemeldingssløyfer, mens MTA effektivt hemmet PRMT5-aktivitet (82). MTA reduserte CD8 pluss T-celleproliferasjon og levedyktighet, ettersom det hemmet effektorfunksjoner i humane antigenspesifikke CD8 pluss cytotoksiske T-celler ved å redusere degranuleringskapasiteten til CD8 pluss T-celler, og hemme IFN-g og IL-2 sekresjon i en doseavhengig måte (81). Strobl et al. rapporterte at den PRMT5-spesifikke metyltransferasehemmeren, EPZ015666, undertrykte CD8 pluss T-celleproliferasjon, levedyktighet og funksjonalitet (83).

I tillegg assosierte disse forfatterne PRMT5 med den selektive MDM4-spleisingen som induserte transduksjonen av p53-signalkaskaden for å mediere cellesyklusstans og apoptose i CD8 pluss T-celler. PRMT5-hemming reduserte også proteinkinase B (AKT)/pattedyrmål for rapamycin (mTOR)-signalering, noe som svekket CD8 pluss T-celleproliferasjon og overlevelse (83).

CD28 bundet til B7 på APC-er, og ko-stimulering med TCR reduserte aktiveringsterskelen til T-celler, og fremmet derved CD4 pluss T-celledifferensiering og Th2--type cytokinekspresjon (84). Blanchet et al. rapporterte at CD28 co-stimulerende signaler induserte argininmetylering i T-celler (85). Gitt at SAH ble raskt eliminert av S-adenosyl-L-homocysteinhydrolase (SAHase) og SAH-hemmet PRMT-aktiviteter, fungerer SAHase som en PRMTs-aktivator. Farmakologiske SAHase-blokkere hemmet kraftig aktiveringen av flere nøkkelproteiner stimulert av TCR-signalering, inkludert AKT, ekstracellulære regulerte proteinkinaser (ERK)1/2 og NF-kB. fører til svekket CD4 pluss T-celleaktivering (86).

Derfor kan PRMT-er ha viktige roller i CD4 pluss T-celleaktivering og differensiering. Selektive hemmere for PRMT5 kunne undertrykke Th2-celleproliferasjon (87). Webb et al. observerte at hos PRMT5 T-cellespesifikke homozygot-mangelfulle mus økte andelen IFN-g pluss T-bet plus , IFN-g pluss og T-bet pluss T-celler under Th1-celledifferensiering, men totalt differensierte Th1-celletall var redusert, mer enn sannsynlig på grunn av redusert spredning av Th1 (75). I tillegg observerte disse forfatterne at prosentandelen av GATA-3 pluss IL-4 pluss og IL-4 pluss T-celler økte under Th2-differensiering (75). Så PRMT5-hemming forbedret CD4 pluss T-celledifferensiering, men undertrykte spredning. Mekanistisk ble SAHase-hemmere vist å redusere argininmetyleringen av Vav Guanine Nucleotide Exchange Factor 1 (Vav1), et essensielt molekyl, som fører til begrenset CD4 pluss T-celleaktivering (86, 88). Konsekvent akkumulerte arginin-metylert Vav1 i kjernen og aktiverte den transkripsjonelle komplekse nukleære faktoren til aktiverte T-celler (NFAT) og NF-kB for å fremme IL-2-produksjon og T-celleproliferasjon (85). PRMT5 regulerte også IL-2-transkripsjon ved å metylere spesielle sDMA-holdige proteiner (89).

I tillegg bidro redusert IL-2-sekresjon av PRMT5-hemmere til å undertrykke Th1-celleproliferasjon og -differensiering (87). PRMT1 metylerte også det NFAT-interagerende proteinet, NIP45, som muliggjorde en assosiasjon med NFAT, en nødvendig modifikasjon for den NIP45-induserte potente forsterkningen av NFAT-transaktivering og PRMT1-koaktivering av IL-4-promotoren (90, 91). Samlet hemmer SAHase-hemmere delvis kontrollerte proteiner stimulert av TCR-signalering gjennom redusert Vav1-metylering, og hemmer derved CD4 pluss T-celleaktivering. PRMT5 fremmet også IL-2-produksjon ved å metylere Vav1 eller NF-45 og NF-90. Gitt at IL-2 har kritiske roller i polariseringen av naive CD4 pluss T-celler til Th2-fenotypen, og i T-celleproliferasjon, bidro de høye IL-2-ekspresjonsnivåene indusert av PRMT5 til CD4 pluss T-celler differensiering og spredning (92, 93).

Nyere studier viste at dysregulering av argininmetylering bidro til Th17-differensiering. På den ene siden forhindret den farmakologiske hemmingen av PRMT1 Th17-cellegenerering (94). Mekanistisk, som respons på IL-6 og transformerende vekstfaktor-b (TGF-b), interagerte PRMT1 med en nøkkeltranskripsjonsfaktor i Th17-celledifferensiering, RORgt, og induserte IL-17-transkripsjon og ekspresjon, som karakteriserte Th17-fenotypen (94). Etter kombinasjon med RORgt ble PRMT1 rekruttert til IL-17-promoteren og asymmetrisk dimetylert histon 4 arginin 3 (H4R3). Metyleringen av H4R3 stabiliserte STAT3 aktivert av IL-6 og fjernet STAT5 aktivert av IL-2, og lindret dermed den hemmende effekten av STAT5 på IL-17-promoteren og oppmuntret til Th17-differensiering (95).

På den annen side ble Th17-differensiering alvorlig hindret i en T-cellespesifikk PRMT5-mangelmodell, med antallet RORgt pluss IL17 plus , IL-17 plus , og RORgt pluss Th17-celler som var svært lavt i denne modellen (96). Denne situasjonen kan ha oppstått på grunn av følgende: PRMT5 dimetylerte symmetrisk SREBP1 ved R321, som hemmet fosforyleringen ved S430 og forhindret nedbrytning av SREBP1 via ubiquitin-proteasom-veien (96). Denne endringen fremmet stabiliteten og transkripsjonsaktiviteten til SREBP1, en gentransaktivator som fremmer kolesterolbiosyntese, noe som resulterte i akkumulering av en potent endogen RORg-agonist, desmosterol (75, 97).

Foruten effekten på kolesterolbiosyntesen, forbedret PRMT5 også det glykolytiske maskineriet for å regulere Th17-differensiering. PRMT5-hemming undertrykte uttrykket av den glykolyseregulerende faktoren, hypoksi-induserbar faktor 1-a (HIF-1a) for å fremme Th17-differensiering via direkte transkripsjonell aktivering av RORgt, og fremme av den glykolytiske veien ( 75, 83, 98). Totalt sett, ved å metylere histoner for å aktivere IL-17-promoteren og regulere metabolsk omprogrammering, inkludert glykolyse og lipidmetabolisme etter T-celleaktivering, fremmet PRMT-er Th17-differensiering.

For Treg-celler ble FOXP3 rapportert som den skjebnebestemmende transkripsjonsregulatoren, med høye FOXP3-nivåer og stabilitet som kreves for Treg-celle immunsuppressiv aktivitet (99, 100). PRMT-er regulerte aktivt differensieringen og undertrykkende aktiviteten til Tregs ved å regulere FOXP3. Den PRMT1-katalyserte direkte metyleringen av FOXP3 ved R48 og R51 forbedret den undertrykkende funksjonen til Treg-celler (101). På samme måte kan PRMT1 også ha påvirket Treg-aktiviteten ved å regulere andre proteiner som interagerer med FOXP3, slik som Forkhead-boksprotein O1 (FOXO1) og transkripsjonsfaktoren Runt-relatert transkripsjonsfaktor 1 (Runx1) (102, 103). PRMT1 metylerte FOXO1 ved R248 og R250 for å stabilisere proteinet, og også metylerte Runx1 ved R206 og R21 for å potensere transkripsjonsaktiviteten (104, 105).

Dessuten styrket PRMT1-hemmer AMI-1-behandling Tregs følsomhet for TGF-b-indusert FOXP3-ekspresjon og økte frekvensen og undertrykkende effekten av Tregs via direkte forbedring av FOXP3-ekspresjonen (106, 107). Bortsett fra PRMT1, regulerte PRMT5 også FOXP3-ekspresjon i naive T-celler ved å påvirke DNMT1-ekspresjon som kontrollerte CpG-metylering i FOXP3-promotoren og derfor forbedret transkripsjonell tilgjengelighet til FOXP3-regulatoriske regioner (108, 109). I tillegg påvirket PRMT5-hemming H3K27me3-modifikasjon i FOXP3-promotoren og lettet FOXP3-ekspresjon (106). Ettersom PRMT5 interagerte med EZH2, og kulminerte med økt H3K27me3-avsetning, kan H3K27me3-endringer i PRMT5-mangelfulle celler ha blitt indusert av PRMT5-EZH2-interaksjoner (110).

I kontrast observerte Yasuhiro et al., i en Treg-cellespesifikk PRMT-5--mangelmodell, den undertrykkende aktiviteten og effekter/minne-fenotypen til Tregs ble redusert, som et resultat av den reduserte symmetriske dimetyleringsmarkøren til FOXP3 R51-lokus (111 ). Imidlertid oppdaget disse forfatterne senere at PRMT5-mangel muligens var knyttet til defekt vedlikehold, aktivering og spredning av Treg-celler via svekket gc-signalering i stedet for metylert FOXP3 (73).

3.1.3.2 Målretting mot B-celleaktivering og differensiering

Mens T-celler lenge har vært i fokus for tumorimmunitetsforskning, er andre undergrupper av immunceller relevante for dette feltet, spesielt når det gjelder konseptet tertiær lymfoid struktur (TLS). I stedet for å kreve at DC-er migrerer fra tumorstedet til SLO-er, antyder TLS-hypotesen at dette fenomenet forekommer direkte i ektopiske lymfoide organer, generert av ikke-lymfoid vev som infiltrerer tumormarginer og stroma (112). Slike strukturer består av en CD3 pluss T-cellesone og en CD20 pluss B-cellesone, hvor førstnevnte inneholder DCs positive for DC-lysosomassosierte membranglykoproteiner og fibroblastretikulocytter, og sistnevnte inneholder germinale sentre, plasmaceller, follikulære DCs, og antigen-antistoffkomplekser (113). I TLS utløser tumorassosierte antigener B-celletransformasjon til en effektor/minne-fenotype som produserer antistoffer og presenterer tumorantigener til T-celler, og derved øker den prognostiske funksjonen til CD8 pluss T-celler og fremmer T-cellevekst (113). Forhøyede CD8 pluss og CD4 pluss T-cellenivåer samlokalisert med betydelig CD20 pluss B-celleinfiltrasjon var assosiert med langsiktig klinisk overlevelse (114).

Dessuten ble flere kjemokiner utskilt av B-celler for å rekruttere DC-er, T-celler og NK-celler (113). Både kliniske kohort- og analytiske studier av TME identifiserte positive korrelasjoner mellom pasientrespons på ICB-terapi og B-celle-infiltrasjon og TLS-dannelse. Disse studiene fremhevet den hittil ikke verdsatte rollen til B-celler i human antitumorimmunitet, derfor kan ICB-ufølsomme svulster bedre svare på nye terapier rettet mot B-celleaktivitet (115–117).

PRMT1, PRMT5 og PRMT7 regulerer pre-B-celleproliferasjon og differensiering, dannelse av kimsenter og antistoffresponser. Hos B-cellespesifikke PRMT-1--mangelfulle mus ble B-celleantallet i benmargen og andre perifere lymfoide organer betydelig redusert (118), mens B-celleutviklingen ble sterkt redusert på pre-B-cellestadiet (119 ). Aktiverte B-celler viste økte PRMT1- og arginin-metylerte proteinnivåer. Ved å nedregulere de rekombinasjonsaktiverende genene Rag1 og Rag2, blokkerte FOXO1 progresjonen av B-celledifferensiering utover pro-B-cellestadiet (120). Yamagata et al. viste at PRMT1 direkte metylerte FOXO1 for å hemme fosforylering av AKT, og påfølgende proteasomal nedbrytning (105). Dessuten metylerte PRMT1 også Iga-underenheten til B-cellereseptor (BCR) for å hemme BCR-indusert Syk-aktivering og fosfoinositid 3-kinase (PI3K)-signalering, blokkerte FOXO-proteinnedbrytning og fremmet pre-B-celledifferensiering i stedet for spredning (121, 122).

Dermed regulerte PRMT1 negativt B-celle-signaleringshendelser som klassebryterrekombinasjon og antigenseleksjon via PI3K-FOXO1-signalering, og letter dermed utviklingen fra pre-B-celler til umodne B-celler. I tillegg medierte PRMT1 argininmetyleringen av CDK4, destabiliserte CDK4-Cyclin-D3-komplekset, induserte cellesyklusstans og fremmet pre-B-celledifferensiering (119). I en PRMT-{15}}defekt musemodell med perifert B-cellerom, ble proliferasjon og differensiering av modne B-celler etter stimulering alvorlig hemmet, generering av kimsenter B (GC-B)-celler var defekt, og aktivering og proliferasjon av hukommelses-B-celler var defekt. betydelig redusert (121). PRMT1 opprettholdt også follikulære B (FO-B) celletall og fremmet dannelse av germinal senter (GC) ved aktivering av FO-B celle (118). PRMT1 beskyttet aktiverte B-celler fra apoptose ved å regulere uttrykket av BCL2-familiens prosurvival-proteiner, MCL1, BCL2, A1 og BCLX (121).

Litzler et al. rapporterte at både PRMT5-protein- og sDMA-nivåer ble oppregulert i prolifererende B-cellestadier og at PRMT5 fremmet overlevelsen av aktiverte B-celler (123). PRMT5 var nødvendig for B-celleutvikling i Pro-B- og Pre-B-celler. PRMT5 beskyttet modne B-celler mot apoptose og fremmet proliferasjon og GC-dannelse ved å regulere B-celletranskripsjon og spleisetroskap (123). Dessuten interagerte PRMT5 direkte med og metylerte BCL6 for å lette BCL6-mediert transkripsjonell undertrykkelse, og regulerte dermed GC-dannelse (124). BCL6-målgenene Irf4 og Prdm1, som medierte plasmacelledifferensiering, ble også nedregulert av PRMT5 (123).

Ved å bruke en B-cellespesifikk PRMT7 knockout-musemodell, Ying et al. viste at tap av PRMT7 svekket B-celleutvikling reduserte marginalsone B (MZ-B)-celler, økte FO-B-celler og fremmet GC-dannelse etter immunisering (125). PRMT7-uttømming økte Bcl6-ekspresjonen ved å rekruttere H4R3me1 og symmetrisk H4R3me2 til Bcl6-promotoren. Differensieringen av IgA- og IgG1-utskillende plasmacellesubtyper ble også redusert hos mus med PRMT7-mangel, sannsynligvis fordi PRMT7-tap induserte Bcl6-oppregulering og hemmet Irf4 og Prdm1 i GC-B-celler (125 ).

3.1.3.3 Målretting av tumorassosiert makrofag (TAM) differensiering og uttrykk for andre immunceller

Flere bevis har nå indikert at TME endrer immunceller for å undertrykke immunovervåking og immunologiske responser (126). Klassisk aktiverte M1-makrofager har en tendens til å fagocytere tumorceller ved å etablere et pro-inflammatorisk miljø, og lette Th1- og CTL-responser.

Alternativt aktiverte M2-makrofager som TAM-er fremmer imidlertid tumorvekst og invasjon ved å øke Th2-polarisering, tumorangiogenese og hemme antitumorimmunresponser (127). DC-er spesialiserer seg på antigenbehandling og presentasjon, mens NK-er effektivt identifiserer tumorceller og bruker perforin/granzym-mediert cytotoksisitet for å begrense tumorvekst, mens akkumulerte MDSCer utøver fremtredende immunsuppressive effekter i stedet for differensiering til modne myeloidceller (128).

Ved å bruke en myeloid-spesifikk PRMT1 knock-out musemodell, Tikhanovich et al. viste at PRMT1 var nødvendig for M2 makrofagdifferensiering. PRMT1-induksjon ble observert under monocytt-til-makrofag-differensiering, noe som førte til H4R3me2a-avsetning på den peroksisomproliferatoraktiverte reseptor g (PPARg)-promoteren som forbedret PPARg-ekspresjon (en nøkkeltranskripsjonsfaktor som kreves for M2-fenotypedifferensiering). Den makrofagspesifikke delesjonen av PPARg svekket modningen av alternativt aktiverte M2-makrofager (129, 130). I tråd med denne studien induserte PRMT1 makrofagpolarisering til M2-typer og økte IL-6 og nedstrøms STAT3-ekspresjon ved å fremme PPARg-avhengig makrofagefferocytose for å konsumere apoptotiske legemer i en musemodell av alkoholavhengig hepatocellulært karsinom (131).

PRMT1-mangel reduserte også M2-typer gjennom den c-Myc-medierte PPARg-veien, noe som påvirket trafficking, efferocytose, fagocytose og alternativ aktivering av makrofager (132–134). PRMT1 metylerte også c-Myc ved R299 og R346 for å oppregulere kapasiteten for binding til p300, i stedet for HDAC1. Denne forbedrede rekrutteringen av c-Myc-p300-komplekset til gener utløste påfølgende M2-transkripsjon, slik som PPARg og mannosereseptor C-type 1(MRC1)-promotere (129).

Videre påvirket PRMT-er c-MYC-ekspresjon og funksjon i andre cellelinjer som følger: 1) PRMT1 og CARM1 deponerte H4R3me2a-markører på cMYC-genpromotoren, som ble lest av det Tudor-domeneholdige protein 3 (TDRD3)-topoisomerase IIIB (TOP3B) ) kompleks, og lettet c-MYC-transkripsjon (135). 2) PRMT5 metylerte R218- og R225-stedene i heterogent nukleært ribonukleoprotein A1 (hnRNP A1) for å regulere den interne ribosominngangssetet (IRES)-avhengige translasjon av c-MYC (136). 3) Den enzymavhengige hemmingen av c-MYC polyubiquitinering av PRMT3 eliminerte ubiquitin-mediert C-MYC-nedbrytning (137), og 4) PRMT5-mediert H4R3me2-merking var rik på c-Myc-binding til CANNTG E- bokselementer, og også regulert MYC-funksjon (138).

PRMT6 fremmet også tumorprogresjon ved å lette makrofagdifferensiering til M2-fenotypen i stedet for M1-fenotypen og støtte tumor-neoangiogenese. PRMT6 interagerte med ILF2 i lungeadenokarsinom for å regulere syntesen av makrofagmigrasjonshemmende faktorer for å indusere alternativ TAM-aktivering (139, 140).

Arginin-metylering påvirket også andre immunceller, bortsett fra makrofager. CARM1-småmolekylhemmeren, EZM2302-behandlede svulster ble infiltrert av et stort antall dendrittiske celler, krysspresenterende cDC1-celler og NK-celler. I en PRMT5-knockdown-tumormodell ble det konsekvent observert en høyere mengde NK-er, DC-er og MDSC-er sammenlignet med kontroll-knockdown-modellen (19, 79).

Når de kombineres, har PRMT viktige roller i å regulere makrofagdifferensiering og NK-, DC- og MDSC-celleproliferasjon. Disse funksjonene gir ikke bare nye perspektiver for alternativ makrofagaktivering, men de kan identifisere nye terapeutiske mål for kreft.

3.2 PRMT-er og Type I IFN-signalering

Type I IFN-er letter kreftimmunovervåking, antitumorimmunitet og immunterapieffektivitet på flere måter, spesielt ved å stimulere DC-modning og forbedre deres evne til å behandle og presentere antigener i den kreftmedfødte immunitetssyklusen (141). Type IFN-er øker også uttrykket av cytotoksiske mediatorer i CTL-er og forhindrer NK-celler i å rense aktiverte CD8 pluss CTL-er, samtidig som minnefenotypen opprettholdes og Treg-undertrykkende funksjoner påvirkes (142). Når forskjellige mønstergjenkjenningsreseptorklasser (PRR), inkludert Toll-lignende reseptorer (TLR), RNA-sensing retinoinsyre-induserbare gen (RIG)-I-lignende reseptorer (RLR), og cytosoliske DNA-sensorer gjenkjenner patogen-assosierte molekylære mønstre eller skadeassosierte molekylære mønstre, induseres TBK1-rekruttering, sammen med suksessiv aktivering av IRF3/7 og NF-kB, som konvensjonelt øker IFN-stimulert gen (ISG) ekspresjon og type I IFN generasjon (143). Det er tenkelig at passende stimulering av type I IFN og relaterte signalveier kan utvikles som effektive antitumorimmunterapier.

3.2.1 PRMT og TLR Pathways

Patogenassosiert molekylær mønstergjenkjenning av TLR-er bidrar til transkripsjonell oppregulering av distinkte gener. Tumornekrosefaktorreseptor (TNFR)-assosiert faktor 6 (TRAF6) ble identifisert som nøkkelen for myeloid differensiering primærrespons 88 (MyD88)-avhengig signalvei med immunregulatoriske funksjoner, som var nedstrøms for TLR (143). PRMT1 metylerte og deaktiverte TRAF6 for å undertrykke den TRAF6-avhengige TLR-veien. Denne undertrykkelsen ble reversert av jumonji-domene som inneholdt 6 (JMJD6), med TRAF6 demetylert av JMJD6. PRMT1/JMJD6-forholdet bestemte aktiveringen av den MyD88-avhengige TLR-veien. Arginin-metyleringen av TRAF6 var assosiert med lavere TRAF6 og nedstrøms NF-kB-aktivitet, mens eksponering for TLR-liganden midlertidig reduserte PRMT1, noe som førte til TRAF6-demetylering ved JMJD6 og NF-kB-aktivering, og så snart signalet ble avsluttet, ble PRMT1 re- blokkerte den TRAF6-avhengige banen (144) (figur 3).

3.2.2 PRMT-er og RIG-I-banen

I RIG-I-veien ble en viktig rolle for PRMT5 identifisert i IFI16/IFI204-metylering; IFI16/IFI204-metyleringsaktivert dsRNA-indusert RIG-I/TLR3-mediert type I-interferonresponser, selv om IFI16/IFI204 vanligvis serverte et DNA-sansende protein (19, 145). PRMT7 dannet aggregater for å mono-metylere mitokondrielt antiviralt signalprotein (MAVS) ved R52, og hemmet dets interaksjon med RIG-I og TRIM 31-utløst MAVS K63--koblet polyubiquitinering på en katalytisk avhengig måte. MAVS-aktivering og nedstrøms virusinduserte molekylære hendelser (IRF3-, IkB- og STAT1-fosforylering) ble hemmet av PRMT7, men reddet av PRMT7-hemmeren, SGC3027 (146). MAVS rekrutterte både TRAF3 og TRAF6 for å danne MAVS/TRAF3/TRAF6-komplekset som interagerte med TBK1 og IKK for å aktivere IRF3 og type I IFN-produksjon (147). I tidlige virusinfeksjonsstadier ble PRMT7 autometylert ved R32, noe som deaktiverte dens enzymatiske aktivitet og aggregering. SMURF1 ble deretter rekruttert til PRMT7 på en MAVS-avhengig måte for å katalysere den K48--koblede polyubiquitineringen av PRMT7 for å sikre rettidig proteasomal nedbrytning og påfølgende RIG-I-MAVS-aktivering, mens SMURF1 degraderte MAVS, TRAF3, TRAF6, eller USP25 i senere virusinfeksjonsstadier for å unngå overdreven RLR-signalaktivering (146).

Hos sebrafisk svekket PRMT2, PRMT3 og PRMT7 antivirale responser ved å undertrykke RIG-IMAVS-signalveien. Lys63-koblet autoubiquitinering av TRAF6 ble forhindret av PRMT2-mediert asymmetrisk dimetylering av R100 ved TRAF6, og inaktiverte derved Nemodependent TBK1/IKKϵ-signalering (148). PRMT2 konkurrerte også med MAVS om TRAF6-binding og forhindret TBK1/IKKϵ-rekruttering til MAVS (148). Gjennom de to nevnte mekanismene kontrollerte PRMT2 negativt IRF3/IRF7-fosforylering og uttrykket av nedstrøms type I IFN-gener (148). Disse forfatterne antydet også at både PRMT3 og PRMT7 påvirket IRF3-fosforylering og undertrykte IFN-produksjon ved å interagere med RIG-I (149, 150) (Figur 4).