《Cell | ITPRIPL1通过结合CD3ε阻碍T细胞激活并促进肿瘤入侵》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-04-18
  • 2024年4月12日,复旦大学生物医学研究院的许杰课题组在Cell上发表了题为ITPRIPL1 binds CD3ε to impede T-cell activation and enable tumor immune evasion的文章,发现CD3的首个配体CD3L1(或 ITPRIPL1),并揭示CD3L1在肿瘤免疫逃逸与睾丸免疫豁免中的关键作用。

    免疫检查点阻断(ICB)的出现为临床肿瘤治疗带来深刻变革,但仍有大量患者对现有免疫治疗响应不佳,因此寻找有效的免疫治疗新靶点已成为全球学者十分重视的关键问题。在T细胞介导的抗肿瘤免疫应答过程中,T细胞受体(TCR)-CD3复合体扮演着核心且不可或缺的角色。以往的研究多聚焦于MHC这个激动型配体对TCR/CD3的作用,并在此基础上产生了工程化改造TCR/CD3的抗肿瘤疗法,包括TCR-T、CAR-T等药物。然而,关于TCR/CD3天然抑制型配体的研究罕有报道。

    许杰团队最初关注到CD3L1这个功能从未被研究过的基因,首先是因为CD3L1与PD-L1在肿瘤中的表达呈现互斥,且CD3L1在PD-1/PD-L1阻断缺乏响应的肿瘤中高表达。与PD-L1表达在免疫豁免器官胎盘类似,CD3L1在另一种免疫豁免器官睾丸中表现出特异性的高表达。作者通过单细胞测序发现CD3L1对T细胞的抑制作用,进一步观察到小鼠被敲除CD3L1后睾丸出现显著的自身免疫反应,且肿瘤细胞缺失CD3L1的表达后被T细胞有效地杀伤,这些结果提示CD3L1可能通过抑制T细胞维持睾丸的免疫豁免和肿瘤免疫逃逸。

    作者发现CD3L1与CD3E存在直接的物理结合,并通过后者产生对T细胞的抑制作用。在分子机制层面,CD3L1与CD3ε受体结合后,能够导致Nck持续结合到CD3ε的胞内域,这竞争性地抑制了Zap70的招募和磷酸化,从而在T细胞激活的初始阶段即“信号1”阶段抑制T细胞的激活,这与既往已知的PD-1/PD-L1等免疫检查点通路作用在T细胞激活中后期即“信号2”不同。在既往对TCR/CD3受体复合物的研究中,通常认为仅TCR是受体,接受配体MHC的激活信号;而CD3因缺少天然配体而不被认为是受体,其工作方式仅是传递TCR的激活信号。本研究首次揭示了CD3天然配体的存在,这意味着TCR/CD3受体复合物的“主从关系”可能被改写,从以TCR为受体的“单极”调控方式,变为TCR和CD3都可以接受天然配体信号的“双极”工作方式。这个突破性的发现可能对肿瘤免疫药物的开发产生深远而积极的影响。

    基于对CD3L1: CD3免疫检查点信号轴的发现,许杰团队开发了全新一类的检查点抑制剂CD3L1抗体,通过建立多个小鼠肿瘤模型,验证了CD3L1抗体在体内激活T细胞并抑制肿瘤生长的显著作用。为了进一步验证其治疗潜力,团队还将其应用于宠物自发肿瘤的治疗中。鉴于PD-1抗体在宠物肿瘤治疗中取得的显著疗效,这为CD3L1抗体在人类肿瘤治疗中的有效性提供了重要的参考,也为今后抗肿瘤药物的转化医学研究策略提供了新的思路。

    目前,CD3L1抗体治疗肿瘤的临床试验已经顺利获得美国FDA和中国NMPA的新药临床研究(IND)许可,正处于I期临床研究阶段。CD3L1抗体用于治疗多种晚期实体肿瘤的临床试验正在招募受试患者,可以先进行靶点表达检测评估。

  • 原文来源:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00310-6
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    • 编译者:李康音
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    • 2024年4月1日,空军军医大学赵晓迪、王新、聂勇战、卢瑗瑗共同通讯在Cell发表题为Cancer SLC6A6-mediated taurine uptake transactivates immune checkpoint genes and induces exhaustion in CD8+ T cells的文章,揭示了牛磺酸转运蛋白SLC6A6在调节抗肿瘤免疫和影响多种癌症类型的临床结果方面的关键作用。研究人员证明,SLC6A6的表达不仅指示各种恶性肿瘤的侵袭性肿瘤行为和不良预后,而且通过改变肿瘤微环境(TME)中的牛磺酸代谢,促进癌症进展和复发。 SLC6A6是一种膜转运蛋白,在几种癌症情况下显著上调,促进了牛磺酸的摄取,这是一个影响肿瘤细胞恶性行为和CD8+T细胞功能的关键过程。在GC(Gastric cancer)细胞,尤其是在多耐药性亚系中,SLC6A6的表达特别升高,并且与细胞迁移、侵袭和对化疗的耐药性增强有关,这强调了SLC6A6作为GC和可能的其他癌症类型致癌特征驱动因素的潜力。该研究强调了一种竞争性代谢相互作用,即表达高水平SLC6A6的肿瘤细胞在牛磺酸摄入方面胜过浸润的CD8+T细胞,导致这些免疫细胞缺乏牛磺酸。牛磺酸对维持适当的细胞功能和免疫活性至关重要,与肿瘤外周的相应细胞相比,在肿瘤间质液和肿瘤内的CD8+T细胞的牛磺酸处于耗竭水平。 CD8+T细胞中的牛磺酸缺乏会触发内质网(ER)应激,进而通过PERK-JAK1-STAT3信号级联激活转录因子ATF4。ATF4在上调时,通过反式激活多个免疫检查点基因而发挥有害作用,导致T细胞耗竭——这种状态的特征是失去效应功能,无法有效对抗癌症细胞。在实验中,补充CD8+T细胞中的牛磺酸水平可以提高其存活率,减少细胞凋亡,并促进其产生抗肿瘤效应分子,如干扰素γ(IFNγ)、肿瘤坏死因子α(TNFα)和颗粒酶B(GZMB)。这一发现强调,补充牛磺酸可以潜在地抵消TME内牛磺酸缺乏的免疫抑制作用。值得注意的是,该研究揭示了一种化疗诱导的机制,其中转录因子SP1调节SLC6A6的表达,产生了一个可能加剧牛磺酸失衡和T细胞耗竭的反馈回路。 总的来说,这些发现为癌症免疫逃避的机制提供了新的见解,并为靶向SLC6A6和调节牛磺酸代谢作为增强抗肿瘤免疫和改善各种癌症患者治疗结果的新策略提供了充分的证据。通过了解牛磺酸代谢如何通过SLC6A6影响T细胞耗竭,研究人员可以探索新的联合治疗途径,以减轻T细胞功能障碍并促进持久的抗肿瘤反应。
  • 《《癌细胞》:癌症免疫治疗重大发现!科学家首次证实,癌细胞PD-L1不抑制T细胞毒性,而是抑制T细胞浸润转移灶,促进癌症转移》

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    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-03-23
    • 在PD-1/PD-L1抑制剂使用了近10年的今天,科学家竟然还能围绕PD-L1,发现刷新认知级别的新机制。   近日,由美国乔治亚医学院Liu Kebin教授领衔的研究团队,在著名期刊《癌细胞》上发表了一项重大研究成果[1]。   这篇论文有两个出人意料的新发现:第一,肿瘤细胞PD-L1竟然不直接抑制细胞毒性T细胞的毒性;第二,肿瘤细胞PD-L1对肿瘤原发灶没有保护作用,而是通过与转移灶髓系细胞PD-1结合,抑制细胞毒性T细胞对转移灶的浸润,促进转移灶肿瘤的生长。 时至今日,我们都知道,免疫检查点抑制剂主要是通过阻断PD-1/PD-L1信号通路,发挥抗癌作用的。其中,PD-1指的主要是细胞毒性T细胞表面的PD-1,而PD-L1主要是癌细胞表面的PD-L1[2]。   目前对PD-1及其下游信号通路功能的争议较小,然而,究竟是谁的PD-L1在通过PD-1影响T细胞的活性,目前仍存在争议。   大量基于小鼠模型的研究发现,树突状细胞和巨噬细胞等免疫细胞的PD-L1,在抑制T细胞抗肿瘤反应中发挥了主导作用[3];仅有一项研究发现,肿瘤细胞PD-L1(tPD-L1)足以抑制细胞毒性T细胞的毒性,以促进结肠癌小鼠模型的肿瘤免疫逃逸[4]。然而,人体临床研究却发现,肿瘤细胞PD-L1或者肿瘤细胞联合免疫细胞PD-L1才是预后的最强指标[5,6]。   在Liu教授看来,小鼠研究结果之所以与临床研究不符,可能是因为肿瘤的解剖位置不同。在临床前研究中,导致小鼠死亡的大多是类似于原发肿瘤的肿瘤负担过高;而癌症患者的死亡,主要是癌症转移导致的。因此,肿瘤细胞PD-L1对于癌症的转移可能有不为人知的重要作用。   为了搞清楚肿瘤细胞PD-L1的功能,Liu教授团队选用了4种表达PD-L1的癌细胞系:三阴性乳腺癌细胞系4T1,微卫星稳定型肠癌细胞系CT26,转移性微卫星不稳定肠癌细胞系MC38-met,黑色素瘤细胞系B16-F10。他们还基于上述4个细胞系,构建了一一对应的PD-L1敲除癌细胞系。   他们将上述8种细胞系分别与一个细胞毒性T细胞系混合培养,发现T细胞对所有癌细胞系都显示出剂量依赖的细胞毒性,而且T细胞和正常癌细胞系共培养还会导致双方的PD-1和PD-L1表达水平上升。他们还发现,PD-L1的表达对癌细胞竟然没有保护作用,甚至加入PD-1抑制剂也没有保护作用。   Liu教授认为,这说明在不存在肿瘤微环境的情况下,癌细胞和T细胞1V1的时候,表不表达PD-L1对癌细胞来说是一样的。其实这还暗示,肿瘤细胞PD-L1与T细胞PD-1之间的互作,可能不影响T细胞的毒性。 那么这种现象在体内是不是也存在呢?   没想到真存在。   无论是将哪对细胞系注射到小鼠体内,PD-L1存在与否都不影响肿瘤的大小。这再次说明,肿瘤细胞PD-L1对原发肿瘤的生长没有帮助。这确实刷新了我的认知!   接下来Liu团队以三阴性乳腺癌4T1(可自发发生肺转移)为例,探索了肿瘤细胞PD-L1对癌症转移的影响。他们发现,在小鼠乳腺分别接种两种癌细胞后,表达PD-L1的肿瘤细胞肺部转移灶更多,肿瘤负担更重,而PD-L1被敲除的4T1细胞的肺转移能力明显被削弱。在其他几个细胞系中,也发现了类似的现象。 在随后的研究中,Liu团队证实,虽然肿瘤细胞PD-L1不保护原发灶,但是髓系细胞表面的PD-L1确实是在保护原发灶。这一发现很好地解释了前面的人鼠差异。   确定肿瘤细胞PD-L1促进转移且不保护原发灶之后,Liu团队要解决的问题是,肿瘤细胞的PD-L1究竟是如何促进癌细胞转移的。   为了回答这个问题,他们首先比较了PD-L1表达状态对原发灶和转移灶肿瘤微环境的影响。结果发现,在接种后1天后,无论PD-L1是否敲除,小鼠肺部的初始癌细胞没有差异。他们还注意到,相比正常的4T1,PD-L1被敲除的4T1肺部转移灶CD3阳性细胞浸润增加,但是原发灶没有;如果清除小鼠体内的免疫细胞,那无论PD-L1表达与否,都能形成同样的肺转移灶。   这些数据说明,肿瘤细胞PD-L1并不影响癌细胞的散播,而是帮助转移灶的癌细胞躲避细胞毒性T细胞的杀伤。   这又是如何实现的呢?   经过一系列复杂的实验,Liu团队发现转移灶肿瘤细胞PD-L1与髓系细胞PD-1(mPD-1)结合后,会激活SHP2,下调IFN-I→STAT1→CXCL9这条会招募细胞毒性T细胞的信号通路,进而抑制T细胞对转移灶的浸润,而不是通过PD-1/PD-L1通路抑制了T细胞的杀伤力。 总的来说,Liu教授团队的这项研究成果让我们对癌症免疫有了全新的认知。让我们知道,原来PD-1/PD-L1这条信号通路远比我们想想的复杂,它的功能不仅与细胞类型有关,而且还与肿瘤的解剖部位有关。   更重要的是,这个研究让我们对免疫新辅助和辅助治疗有了更深的理解,也夯实了这两种疗法的理论基础。   参考文献: [1].Klement JD, Redd PS, Lu C, et al. Tumor PD-L1 engages myeloid PD-1 to suppress type I interferon to impair cytotoxic T lymphocyte recruitment. Cancer Cell. 2023;41(3):620-636.e9. doi:10.1016/j.ccell.2023.02.005 [2].Tumeh PC, Harview CL, Yearley JH, et al. PD-1 blockade induces responses by inhibiting adaptive immune resistance. Nature. 2014;515(7528):568-571. doi:10.1038/nature13954 [3].Oh SA, Wu DC, Cheung J, et al. PD-L1 expression by dendritic cells is a key regulator of T-cell immunity in cancer. Nat Cancer. 2020;1(7):681-691. doi:10.1038/s43018-020-0075-x [4].Juneja VR, McGuire KA, Manguso RT, et al. PD-L1 on tumor cells is sufficient for immune evasion in immunogenic tumors and inhibits CD8 T cell cytotoxicity. J Exp Med. 2017;214(4):895-904. doi:10.1084/jem.20160801 [5].Yoon HH, Jin Z, Kour O, et al. Association of PD-L1 Expression and Other Variables With Benefit From Immune Checkpoint Inhibition in Advanced Gastroesophageal Cancer: Systematic Review and Meta-analysis of 17 Phase 3 Randomized Clinical Trials. JAMA Oncol. 2022;8(10):1456-1465. doi:10.1001/jamaoncol.2022.3707 [6].Zou Y, Zou X, Zheng S, et al. Efficacy and predictive factors of immune checkpoint inhibitors in metastatic breast cancer: a systematic review and meta-analysis. Ther Adv Med Oncol. 2020. doi:10.1177/1758835920940928