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PD-1影响T细胞抗肿瘤活性?

发表时间:2024-11-26

    郑州大学第一附属医院张毅教授等研究发现,PD-1可通过信号通路促进肿瘤浸润CD8阳性T细胞发生铁死亡,影响其抗肿瘤活性。(Immunity. 2024年8月22日在线版)

    研究者发现,与外周循环中的CD8阳性T细胞相比,肿瘤微环境中CD8阳性T细胞的PC和PE水平明显更低。这一变化与PC和PE的合成酶,磷脂磷酸酶1(PLPP1)表达减少有关。而PLPP1表达下调会导致CD8阳性T细胞出现功能障碍。

    研究者发现,肿瘤微环境中的程序性死亡受体-1(PD-1)信号可通过Akt-GATA1信号通路抑制肿瘤浸润CD8阳性T细胞中PLPP1的表达,促使CD8阳性T细胞发生铁死亡,进而削弱其抗肿瘤能力。

    肿瘤微环境中,CD8阳性T细胞的激活、增殖和细胞因子分泌均受脂质代谢的影响。脂质代谢异常会影响CD8阳性T细胞的抗肿瘤活性。作为许多细胞类型中最丰富的代谢产物之一,磷脂在免疫应答中发挥着重要作用。尤其是磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰乙醇胺(PE),它们不仅能抑制滤泡辅助T细胞的过度活化,还能增强CD8阳性T细胞的抗肿瘤功能。

    在肿瘤微环境中,CD8阳性T细胞的磷脂代谢是否会出现异常?这些异常又能否影响CD8阳性T细胞的功能?背后是何机制?

    为了观察肿瘤微环境中CD8阳性T细胞的磷脂代谢情况,研究者分析了五位肺癌患者的外周血单个核细胞和肿瘤组织样本。结果发现,患者肿瘤组织样本中的CD8阳性T细胞呈现出耗竭特征。

    进一步的脂质代谢组学分析显示,磷脂在肿瘤内和循环中的CD8阳性T细胞之间存在差异。具体来说,与外周循环中的CD8阳性T细胞相比,肿瘤微环境中CD8阳性T细胞的PC和PE水平明显更低。

    通过构建过继转移肿瘤小鼠模型以及基因集富集分析等一系列实验,研究者发现,造成以上现象的原因与PC和PE的催化合成酶PLPP1表达减少有关,且PLPP1的表达与T细胞活化和细胞毒性相关基因的表达呈正相关。

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    这些结果表明,肿瘤微环境中,CD8阳性T细胞出现磷脂代谢异常是PLPP1导致的,其表达减少会引发T细胞功能障碍。

    利用PLPP1基因编辑小鼠,研究者发现,在肿瘤微环境中,PLPP1缺失的CD8阳性T细胞会表现出铁死亡特征(即这些T细胞中存在更高的活性氧水平和脂质过氧化),这种铁死亡会导致CD8阳性T细胞线粒体结构异常和功能障碍。

    研究还发现,在PLPP1缺失的情况下,肿瘤微环境中累积的不饱和脂肪酸(如花生四烯酸和油酸)会进一步加剧CD8阳性T细胞的铁死亡。

    机制上,肿瘤微环境中CD8阳性T细胞中的PLPP1表达受到抑制与PD-1信号通路有关。具体来说,PD-1信号通过Akt-GATA1通路(GATA1作为一种转录因子,能直接结合PLPP1的启动子区域)下调了PLPP1的表达,进而促使CD8阳性T细胞发生铁死亡,削弱了其抗肿瘤的能力。

    利用抗PD-1单抗阻断PD-1信号通路,研究者发现,抗PD-1单抗可增加PLPP1的表达,并恢复CD8阳性T细胞的抗肿瘤功能。但对于本身已经缺失了PLPP1的CD8阳性T细胞来说,即使阻断了PD-1信号,也无法恢复这些细胞的抗肿瘤功能。

    该研究发现,肿瘤微环境中,CD8阳性T细胞磷脂代谢异常影响了T细胞的抗肿瘤活性,这些异常与PD-1信号通路介导的PLPP1表达降低有关。未来提高PLPP1表达或可成为癌症治疗的新方向。 (编译 崔奕贝)