2025年1月6日，武汉大学张金方实验组发表在《Nature Immunology》期刊题为The epitranscriptional factor PCIF1 orchestrates CD8+ T cell ferroptosis and activation to govern anti-tumor immunity文章，发现表观转录因子PCIF1通过调节CD8+ T细胞铁死亡和活化来负向调控其抗肿瘤免疫反应，敲除PCIF1可增强小鼠的抗肿瘤免疫，提高对PD-1阻断疗法的反应，并改善CAR-T细胞的肿瘤控制能力。
首先，探究了PCIF1 在体内调节抗肿瘤免疫作用。
●PCIF1 缺陷小鼠的肿瘤生长受到抑制，生存期延长：与野生型小鼠相比，PCIF1 敲除小鼠在多种肿瘤模型（包括 LLC、B16-F10 和 MC38）中肿瘤生长速度减慢，并且存活时间更长。
●PCIF1 缺乏重塑了肿瘤微环境，增强了抗肿瘤免疫反应：PCIF1 敲除小鼠肿瘤中浸润的 CD8+ 效应 T 细胞和 NK 细胞数量增加，而 CD8+ 耗竭 T 细胞数量减少 。此外，抗肿瘤 M1 巨噬细胞数量增加，而促肿瘤 M2 巨噬细胞数量减少。这些变化共同促进了 PCIF1 缺陷小鼠的抗肿瘤免疫反应。
PCIF1 敲除到底是如何改善抗肿瘤免疫？
●PCIF1 敲除促进了 CD8+T 细胞在肿瘤微环境中的浸润: 在 PCIF1 敲除小鼠中，无论是全身敲除还是 T 细胞特异性敲除，肿瘤中浸润的 CD8+T 细胞数量都显著增加，而 CD4+T 细胞和调节性 T 细胞 (Treg) 数量保持不变 。
●PCIF1 敲除增强了 CD8+T 细胞的效应功能: PCIF1 敲除小鼠的 CD8+T 细胞分泌更多的效应细胞因子（包括 IFNγ，TNF）和细胞毒性分子（如 Gzmb）。此外，PCIF1 敲除还增加了干细胞样 PD-1+Tcf-1+CD8+ T 细胞、CD44+CD8+ 效应记忆 T 细胞和 CD69+CD103+CD8+ 组织驻留记忆 T 细胞的比例，同时减少了耗竭性 PD-1+Tim3+CD8+ T 细胞的比例。
●耗竭 CD8+T 细胞是 PCIF1 敲除增强抗肿瘤免疫的关键: 通过抗体耗竭实验发现，去除 NK 细胞只能部分抑制 PCIF1 敲除小鼠的肿瘤生长，而耗竭 CD8+T 细胞则完全消除了这种抑制作用。
PCIF1 是如何修饰调节 CD8+ T 细胞激活的？
●PCIF1 缺失增强 CD8+ T 细胞的活化: PCIF1 敲除的 CD8+ T 细胞在体外经抗 CD3/CD28 抗体刺激后，活化标志物 CD69 的表达水平显著升高，同时效应细胞因子 IFNγ、TNF 和 Gzmb 的分泌也显著增加。
●PCIF1 通过 m6Am 甲基转移酶活性发挥作用: 通过引入 PCIF1 的酶活突变体 (N552A)，发现该突变体无法抑制 CD8+ T 细胞的活化和效应细胞因子的产生。
●PCIF1 抑制 TCR 信号通路关键蛋白的磷酸化: PCIF1 敲除的 CD8+ T 细胞在抗 CD3/CD28 刺激后，TCR 信号通路中的关键激酶 LCK 和 LAT 的磷酸化水平显著升高。
PCIF1 通过 m6Am 修饰调控 CD8+ T 细胞中具体的下游靶标是什么？
●PCIF1 敲除不影响蛋白质整体合成，但导致部分蛋白表达发生改变：与野生型 CD8+ T 细胞相比，PCIF1 敲除的 CD8+ T 细胞中有 312 个差异表达蛋白（DEP），其中 162 个 DEP 上调，150 个 DEP 下调，同时铁死亡和 T 细胞介导的细胞毒性通路富集。
●PCIF1 缺失导致 m6Am 修饰缺失，并影响部分关键基因的蛋白表达：PCIF1 敲除的 CD8+ T 细胞中 mRNA 的 m6Am 修饰几乎完全消失。m6Am 修饰最强的 10 个基因 ，并发现其中 6 个基因（Fth1、Ptma、S100a9、Cd69、Slc3a2 和 B2m）在 PCIF1 敲除的 CD8+ T 细胞中表达上调，3 个基因（Cd74、Ccl4 和 Pml）表达下调，1 个基因（Egr1）表达没有显著变化。表明，铁死亡通路和 T 细胞活化是 PCIF1 在 CD8+ T 细胞中调控的关键通路。
●PCIF1 抑制 Fth1、Slc3a2 和 Cd69 的蛋白翻译，从而调控 CD8+ T 细胞的铁死亡和活化：PCIF1 敲除不会影响 Fth1、Slc3a2 和 Cd69 的 mRNA 水平，但会显著增加它们的蛋白质水平。PCIF1 在 Fth1、Slc3a2 和 Cd69 mRNA 中显著富集，而这些富集在 PCIF1 敲除的 CD8+ T 细胞中减少。因此，PCIF1 可能通过抑制这些基因的表达来促进 CD8+ T 细胞的铁死亡并抑制其活化。
那就做个动物实验看下实战效果如何？
●PCIF1 缺失增强了 PD-1 阻断疗法的抗肿瘤效果： LLC 肿瘤的野生型和 PCIF1 条件性敲除 (cKO) 小鼠中进行 PD-1 阻断疗法显示，与野生型小鼠相比，PCIF1 cKO 小鼠对 PD-1 阻断治疗更敏感，肿瘤生长受到抑制，肿瘤重量减轻，总生存期延长。接受 PD-1 阻断抗体治疗的 PCIF1 cKO 小鼠肿瘤中浸润的细胞毒性 CD8+ T 细胞水平升高 。
●PCIF1 缺失增强了 CAR T 细胞疗法的抗肿瘤效果：构建了靶向人抗原 CD19 的野生型和 PCIF1 敲除的CAR T 细胞，并在携带表达人 CD19 的 LLC 细胞 (LLC-hCD19) 的 C57BL/6J 小鼠中进行了实验显示，PCIF1 敲除的 CAR T 细胞能更好地控制肿瘤生长。此外，在接受 PCIF1 敲除的 CAR T 细胞治疗的肿瘤中，关键免疫分子（包括 IFNγ、TNF 和 Gzmb）的产生增加。
●PCIF1 主要通过抑制 CD8+ CAR T 细胞发挥作用，其关键下游靶标 Fth1 和 Slc3a2 的表达下调可以挽救 PCIF1 敲除带来的影响：检测了 PCIF1 敲除对 CD8+ 和 CD4+ CAR T 细胞的影响。结果显示，PCIF1 敲除增强了 CD8+ CAR T 细胞的抗肿瘤效率，但对 CD4+ CAR T 细胞没有影响。此外，在较低的 CAR T 细胞剂量下，PCIF1 敲除仍然可以增强 CD8+ CAR T 细胞的抗肿瘤效率。
●PCIF1 敲除是通过抑制铁死亡来增强 CD8+ CAR T 细胞的抗肿瘤活性：用 shRNA 敲低了野生型和 PCIF1 敲除的 CD8+ CAR T 细胞中的 Fth1 或 Slc3a2 表达。结果显示，敲低 Fth1 或 Slc3a2 可以恢复 PCIF1 敲除的 CD8+ CAR T 细胞的脂质过氧化水平，降低其对肿瘤的抑制作用。
最后升华一下，上上价值，和临床相关。
●PCIF1 低表达与多种癌症类型的免疫治疗的良好反应相关： 在接受 ICI 治疗的黑色素瘤患者中，肿瘤浸润 CD8+T 细胞中 PCIF1 的低表达水平预示着更好的治疗反应。此外，接受抗 CD19 CAR T 细胞疗法的 B 细胞恶性肿瘤患者中，T 细胞 PCIF1 表达水平较低的患者生存率更高。
●在口咽鳞状细胞癌 (OSCC) 中，PCIF1 的低表达与对 PD-1 阻断疗法的更好反应以及 CD8+T 细胞和 GzmB+ 细胞的增加相关: 在接受抗 PD-1 疗法的 OSCC 患者中，反应者的淋巴细胞浸润区 PCIF1 表达明显低于无反应者。此外，低 PCIF1 表达的反应者肿瘤样本中 CD8+T 细胞和 GzmB+ 细胞的数量增加。也就是说，肿瘤浸润淋巴细胞中 PCIF1 的低表达与 ICI 和 CAR-T 细胞治疗的良好反应相关。
总结一下，转录因子PCIF1通过调节CD8+ T细胞铁死亡和活化来负向调控其抗肿瘤免疫反应。敲除PCIF1可增强小鼠的抗肿瘤免疫，提高对PD-1阻断疗法的反应，并改善CAR-T细胞的肿瘤控制能力。PCIF1通过m6Am修饰调控铁死亡抑制基因和T细胞活化基因的表达，进而影响CD8+ T细胞的活性。临床数据也显示，肿瘤浸润CD8+ T细胞中PCIF1表达低与免疫疗法疗效增强相关。
参考文献：Xiang, B., Zhang, M., Li, K. et al. The epitranscriptional factor PCIF1 orchestrates CD8+ T cell ferroptosis and activation to control antitumor immunity. Nat Immunol (2025). https://doi.org/10.1038/s41590-024-02047-w
