揭示T細(xì)胞抗腫瘤新機(jī)制，為改善免疫療法效果提供新靶點(diǎn)！
小楊 / 2024-09-18 09:10:22
百歐博偉生物：“入選全球頂尖前 10 萬科學(xué)家和全球前 2% 頂尖科學(xué)家榜單。申報(bào)國家腫瘤治療相關(guān)專利 36 項(xiàng)，授權(quán) 16 項(xiàng)，轉(zhuǎn)化 7 項(xiàng)，轉(zhuǎn)化總金額超過 8000 萬。”這是單位官網(wǎng)對于鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院生物細(xì)胞治療中心和生物免疫治療病區(qū)主任張毅教授的一段介紹。
同樣是在單位官網(wǎng)上，張毅的研究方向只有 7 個(gè)字——細(xì)胞與免疫治療。截至目前，他已經(jīng)累計(jì)在國內(nèi)外研究細(xì)胞與免疫治療 35 年之久。
此前，他和團(tuán)隊(duì)研發(fā)了多項(xiàng)針對實(shí)體腫瘤的 CAR-T 細(xì)胞治療新技術(shù)?；谶@些技術(shù)，課題組實(shí)現(xiàn)了價(jià)值 8000 多萬元的成果轉(zhuǎn)化。
而在近期一項(xiàng)研究中，他和團(tuán)隊(duì)為提高 T 細(xì)胞的抗腫瘤功能提供了新靶點(diǎn)，并表明通過提高 PLPP1 的表達(dá)也能改善 PD-1 單抗治療療效，從而能為優(yōu)化 PD-1 單抗臨床治療方案提供新策略。
審稿人則提到本次研究緊跟腫瘤免疫的研究熱點(diǎn)，為基因工程 T 細(xì)胞治療提供了一種潛在優(yōu)化方案。
本次研究中，他和團(tuán)隊(duì)結(jié)合腫瘤微環(huán)境因素，發(fā)現(xiàn)了腫瘤浸潤 CD8+ T 細(xì)胞脂代謝異常，并發(fā)現(xiàn)了 PLPP1 調(diào)控的 T 細(xì)胞抗腫瘤功能的新機(jī)制，從而能為腫瘤免疫治療提供新靶點(diǎn)和新方向。
詳細(xì)來說：他們發(fā)現(xiàn)介導(dǎo)磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺合成的磷脂磷酸酶 PLPP1 表達(dá)，會在腫瘤浸潤 T 細(xì)胞中出現(xiàn)下降。
然后，他們通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)等技術(shù)發(fā)現(xiàn)：腫瘤浸潤 CD8+ T 細(xì)胞中 PLPP1 降低，導(dǎo)致了 T 細(xì)胞不耐受腫瘤微環(huán)境中的不飽和脂肪酸，進(jìn)而會導(dǎo)致鐵死亡的發(fā)生。
此外，他們還發(fā)現(xiàn)：腫瘤浸潤 CD8+ T 細(xì)胞 PLPP1 的表達(dá)受到 PD-1 信號通路的調(diào)控，并且 PLPP1 的表達(dá)水平與 PD-1 單抗治療療效密切相關(guān)。
總的來說，通過本次研究，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了由 PD-1 調(diào)控的 PLPP1 介導(dǎo)的脂質(zhì)代謝受損，在抑制腫瘤浸潤 CD8+ T 細(xì)胞功能中的關(guān)鍵作用。
并揭示了通過提高 PLPP1 水平，來恢復(fù) CD8+ T 細(xì)胞抗腫瘤功能的治療潛力。
對于研究 PD1 如何通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝來降低 CD8+ T 細(xì)胞的抗腫瘤功能來說，本次研究提供了一個(gè)全新且有趣的視角。
針對性地改善 T 細(xì)胞抗腫瘤功能
近年來，腫瘤免疫治療療法逐漸興起，比如 CAR-T 細(xì)胞治療和 PD-1 單抗治療等。
眾所周知，CAR-T 細(xì)胞在血液腫瘤中取得了良好的治療效果，但是關(guān)于實(shí)體腫瘤的多項(xiàng) CAR-T 臨床結(jié)果卻不理想。
PD-1 單抗免疫治療在實(shí)體瘤中具有較好的臨床治療效果，然而長期有效率比較欠佳。
隨著腫瘤免疫治療相關(guān)研究的不斷深入，腫瘤免疫抑制微環(huán)境被認(rèn)為是導(dǎo)致這些免疫治療效果不佳的關(guān)鍵因素。
細(xì)胞免疫，在抗腫瘤過程中發(fā)揮著主要作用。其中，CD8+ T 細(xì)胞是殺傷腫瘤細(xì)胞的主要細(xì)胞群體。
然而，隨著腫瘤的進(jìn)展，腫瘤免疫抑制微環(huán)境的形成導(dǎo)致 CD8+ T 細(xì)胞內(nèi)部信號傳導(dǎo)紊亂，從而會限制 CD8+ T 細(xì)胞的抗腫瘤功能。
因此，探究腫瘤微環(huán)境中 CD8+ T 細(xì)胞功能受限的影響因素以及相關(guān)機(jī)制，有助于幫助人們有針對性地改善 T 細(xì)胞的抗腫瘤功能。
在識別腫瘤細(xì)胞抗原進(jìn)行信號通路傳導(dǎo)的過程中，CD8+ T 細(xì)胞中的磷脂參與了其下游信號的通路傳導(dǎo)，比如 2 磷酸磷脂酰肌醇會催化形成甘油二脂和 3 磷酸肌醇。
這些催化產(chǎn)物是細(xì)胞內(nèi)信號通路傳導(dǎo)的第二信使，也提示著磷脂代謝對于 T 細(xì)胞信號傳導(dǎo)的重要作用。
基于這些研究背景，該團(tuán)隊(duì)猜想腫瘤微環(huán)境中 CD8+ T 細(xì)胞抗腫瘤功能的下降是否與磷脂代謝相關(guān)？為此，他們開展了本次研究。
“是不是細(xì)胞發(fā)生了特殊死亡方式？”
一開始，他們推測 T 細(xì)胞功能可能受到了磷脂代謝的調(diào)控。于是在脂質(zhì)代謝組學(xué)技術(shù)的幫助之下，課題組發(fā)現(xiàn)磷脂在腫瘤 T 細(xì)胞中存在代謝異常的情況。
為此，該團(tuán)隊(duì)投入大量精力探究磷脂代謝異常后的 T 細(xì)胞主要特征是什么？以及能否直接調(diào)控 CD8+ T 細(xì)胞功能？
隨后，他們利用基因編輯技術(shù)，在體外探究了在敲低 PLPP1 之后，CD8+ T 細(xì)胞下游信號通路的變化。
結(jié)果十分意外：敲低 PLPP1 的 T 細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境的作用下，其功能下降得更為明顯。
于是，他們又開始探究腫瘤微環(huán)境中 PLPP1 的表達(dá)，對于 CD8+ T 細(xì)胞的影響。
為了使研究結(jié)果更加可靠，課題組構(gòu)建出一款 T 細(xì)胞 PLPP1 特異性敲除小鼠模型。
并采用轉(zhuǎn)錄組和代謝組等技術(shù)，明確了 PLPP1 敲除的 CD8+ T 細(xì)胞死亡比例增加，且會表現(xiàn)為鐵死亡的特征。
鐵死亡，是一種比較新型的細(xì)胞死亡方式。此前有研究發(fā)現(xiàn)：不飽和磷脂的增加，是導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生鐵死亡的主要因素。
基于此，該團(tuán)隊(duì)猜測：PLPP1 敲除的 CD8+ T 細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，是否也是由不飽和磷脂的增加所導(dǎo)致的？后續(xù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這些猜測完全符合事實(shí)。
更有趣的是，上述現(xiàn)象主要在腫瘤微環(huán)境中發(fā)生。進(jìn)一步地，他們還明確了這一現(xiàn)象：即腫瘤微環(huán)境中導(dǎo)致 PLPP1 敲除的 CD8+ T 細(xì)胞發(fā)生鐵死亡的原因，是由于不飽和脂肪酸誘導(dǎo)發(fā)生的。
盡管 PLPP1 對于 T 細(xì)胞的抗腫瘤功能至關(guān)重要，但是他們發(fā)現(xiàn)腫瘤浸潤的 CD8+ T 細(xì)胞 PLPP1 表達(dá)，始終低于外周的 T 細(xì)胞。
那么，調(diào)控腫瘤浸潤 CD8+ T 細(xì)胞 PLPP1 下降的調(diào)控因素到底是什么？為了明確上游機(jī)制，課題組開始了進(jìn)一步的研究。
通過使用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)芯片和大數(shù)據(jù)分析法，他們明確了那些可能調(diào)控 PLPP1 的表達(dá)。
而在明確 PD-1 信號通路之后，該團(tuán)隊(duì)又通過成像流式等技術(shù)，驗(yàn)證了 PD-1 信號通路對于 PLPP1 表達(dá)的調(diào)控。
并通過體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，探究了 PD-1 單抗治療對于 CD8+ T 細(xì)胞中 PLPP1 表達(dá)和鐵死亡表型的影響。
以上研究均證明：腫瘤微環(huán)境中 CD8+ T 細(xì)胞 PLPP1 的下降，主要是由于 PD-1 通路的活化所導(dǎo)致的。
與此同時(shí)，課題組使用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，明確了 PLPP1 敲除的 CD8+ T 細(xì)胞在 PD-1 單抗治療后的分子表達(dá)情況。
并通過大數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：PLPP1 表達(dá)水平與免疫檢查點(diǎn)治療響應(yīng)基因呈現(xiàn)出正相關(guān)的聯(lián)系。至此，所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性都得到了證實(shí)。
回頭來看，張毅認(rèn)為“成立專攻小組”和“大膽猜想”，是本次研究得以成功的兩大因素。
據(jù)他介紹，這是他和團(tuán)隊(duì)第一嘗試探討 PLPP1 對于 T 細(xì)胞功能調(diào)控的作用。
其中的關(guān)鍵在于：基于 PLPP1 的生物學(xué)功能，探明 PLPP1 到底通過調(diào)控哪些脂質(zhì)，來影響抗腫瘤的功能。
為了厘清調(diào)控機(jī)制，張毅專門成立一支攻堅(jiān)小組，以便隨時(shí)開展實(shí)驗(yàn)研究和小組討論。
最終，基于一次細(xì)胞極端條件培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，張毅發(fā)現(xiàn)細(xì)胞在顯微鏡下出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)異常的現(xiàn)象。
結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研張毅突然想到：是不是細(xì)胞發(fā)生了一種特殊的死亡方式？隨后，該團(tuán)隊(duì)迅速開展后續(xù)的研究，最終證明了本次猜測。
日前，相關(guān)論文以《PD-1 信號限制磷脂磷酸酶 1 的表達(dá)并促進(jìn)腫瘤內(nèi) CD8+ T 細(xì)胞的鐵死亡》（PD-1 signaling limits expression of phospholipid phosphatase 1 and promotes intratumoral CD8+ T cell ferroptosis）為題發(fā)在 Immunity（IF 25.50）。
鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院的生物細(xì)胞治療中心助理研究員平玉、生物免疫治療病區(qū)住院醫(yī)師單吉琦、以及鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院生物細(xì)胞治療中心和鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院博士生秦海名是共同一作，張毅擔(dān)任通訊作者。
如前所述，本次研究通過小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：提高 PLPP1 表達(dá)能夠增強(qiáng)基因工程 T 細(xì)胞的的抗腫瘤功能，從而能夠提高 PD-1 單抗治療療效，并表明通過調(diào)控 PLPP1 表達(dá)有望增強(qiáng)腫瘤免疫治療療效。
基于這些發(fā)現(xiàn)，他們正在開展一系列的轉(zhuǎn)化研究。
首先，他們可能會繼續(xù)觀察 PLPP1 對于 CAR-T 細(xì)胞在體內(nèi)持久性的影響，以及研究 T 細(xì)胞過表達(dá) PLPP1 能否針對不同腫瘤細(xì)胞均能產(chǎn)生殺傷作用。
預(yù)計(jì)這些研究能夠幫助他們進(jìn)一步優(yōu)化過表達(dá) PLPP1 CAR-T 細(xì)胞的抗腫瘤功能，進(jìn)而推進(jìn)臨床轉(zhuǎn)化。
其次，利用基因編輯小鼠、數(shù)據(jù)庫和臨床樣本，課題組以及發(fā)現(xiàn) PLPP1 表達(dá)與 PD-1 單抗治療療效相關(guān)。
結(jié)合目前臨床中的 PD-1 單抗治療耐藥患者，他們也初步發(fā)現(xiàn) PLPP1 在耐藥患者中的表達(dá)較低。這提示著：提高 PLPP1 的表達(dá)，也有望提高臨床 PD-1 單抗的治療療效。
最后，目前該團(tuán)隊(duì)也正在進(jìn)行 PLPP1 激動劑的篩選，希望通過后續(xù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，找到能夠提高 PLPP1 表達(dá)的藥物，從而為提高臨床 PD-1 單抗免疫治療效果提供新手段。
北京百歐博偉生物技術(shù)有限公司擁有對菌種、細(xì)胞、培養(yǎng)基、配套試劑等產(chǎn)品需求者的極優(yōu)質(zhì)服務(wù)，對購買項(xiàng)目的前期資料提供,中期合同保證,后期貨物跟蹤到最終售后的確保項(xiàng)目準(zhǔn)確到位，都有相關(guān)人士進(jìn)行維護(hù),確保您在
微生物菌種查詢網(wǎng)中獲得最優(yōu)質(zhì)服務(wù)！也正因?yàn)榇?，北京百歐博偉生物技術(shù)有限公司與國內(nèi)外多家研制單位、生物制藥、第三方檢測機(jī)構(gòu)和科研院所院校、化工企業(yè)有著良好、長期和穩(wěn)定的合作關(guān)系！
下載附件
上一篇：干細(xì)胞耗竭過程新發(fā)現(xiàn)有助于推動衰老過程研究！
下一篇：H22小鼠肝癌細(xì)胞的培養(yǎng)方法與操作步驟及應(yīng)用研究！