Neuro-Oncology：PARPi增强H3K27M突变中线胶质瘤对放疗和NK细胞敏感性

弥漫性中线胶质瘤（DMG）是一种致命的儿童脑肿瘤，其标志性特征是组蛋白H3第27位赖氨酸被甲硫氨酸取代（H3K27M突变）。尽管放疗（RT）是当前的主要治疗手段，但患者预后极差，几乎全部会复发，总体生存率很低，这表明基于RT创新开发精准联合治疗DMG的方法的紧迫性和必要性。

近日，由 Qiang Zhang 和 Meredith A. Morgan 教授等团队在 Neuro-Oncology 上发表题为 H3K27M diffuse midline glioma is homologous recombination defective and sensitized to radiotherapy and NK cell-mediated antitumor immunity by PARP inhibition 的研究，揭示了H3K27M突变通过导致同源重组修复（HRR）缺陷，使DMG肿瘤细胞对PARP抑制剂敏感，同时还能增强放疗诱导的自然杀伤（NK）细胞介导的抗肿瘤免疫反应。这一发现不仅为DMG提供了新的治疗靶点，还提出了联合放疗与PARP抑制剂的精准治疗策略，具有重要的临床转化价值。

本研究使用H3K27M突变及其等基因对照（KO或KD）的DMG细胞系（如BT245、DIPGXIII），构建免疫缺陷（Rag1−/−）和免疫健全（C57BL/6）小鼠的脑干原位肿瘤模型。通过免疫荧光、Western blot和染色质分离技术分析DNA损伤修复蛋白（如γH2AX、RAD51）的募集。采用HRR报告系统（DR-GFP）评估HRR效率。通过组蛋白修饰分析和泛素化实验揭示H3K27M突变对组蛋白H1的K63多聚泛素化的影响。然后采用奥拉帕尼和选择性PARP1抑制剂AZD9574与放疗联合方案，通过细胞活力实验、神经球存活实验和小鼠生存分析评估PARP抑制剂治疗疗效。进一步通过流式细胞术和NK细胞杀伤实验分析免疫反应。

图. PARP抑制剂和RT增强H3K27M DMG肿瘤微环境中的NK细胞的细胞毒性及其理论模型

结果表明H3K27M突变通过组蛋白超乙酰化导致组蛋白H1与染色质结合减少，进而抑制放疗诱导的H1 K63多聚泛素化，阻碍RNF168/BRCA1/RAD51等HRR蛋白的募集，最终导致HRR功能缺陷。同时H3K27M突变细胞对PARP抑制剂（如奥拉帕尼）表现出选择性敏感，联合放疗可显著增强DNA损伤和细胞凋亡。

在免疫缺陷小鼠模型中，奥拉帕尼联合放疗显著延长了生存期，并观察到完全缓解的案例。PARP抑制剂与放疗协同诱导T1IFN信号通路，上调CXCL9/CXCL10等趋化因子。治疗显著增加NK细胞激活配体（如MICA/B）的表达，促进NK细胞介导的肿瘤细胞杀伤。在免疫健全小鼠模型中，PARP1选择性抑制剂AZD9574比奥拉帕尼更有效，进一步延长生存期并增强NK细胞浸润与活性。

本研究揭示了H3K27M突变肿瘤其独特的弱点，为PARP抑制剂联合放疗的临床试验提供了理论基础。PARP1选择性抑制剂（如AZD9574）因其血脑屏障穿透性和更优的疗效，可能成为未来DMG治疗的新选择。研究还提出，结合NK细胞免疫疗法可能进一步提升治疗效果。

这项研究不仅阐明了H3K27M突变导致HRR缺陷的分子机制，还开发了针对这一缺陷的联合治疗策略。通过PARP抑制剂与放疗的结合，不仅实现了肿瘤细胞的放射增敏，还激活了NK细胞介导的免疫反应，为DMG的治疗开辟了新的途径。未来，进一步优化PARP抑制剂的选择性（如AZD9574）并探索与免疫疗法的联合应用，有望为攻克治疗这类难治性肿瘤患者带来希望。