​Immunity | 胆汁酸秘密转变，智取T细胞，抗癌勇士束手无策

宿主和肠道微生物群二者相互作用，互相依存。在这种关系下，肠道菌群自身或借助宿主内源性物质产生广泛的代谢物，如短链脂肪酸、胆汁酸。肝脏中产生的胆汁酸以及经细菌关键酶代谢产生的次级胆汁酸近些年来已被多次报道可以调节免疫细胞进而影响肠道炎症和肿瘤发生。

T细胞受体信号通路（TCR）激活可促进下游信号转导产生级联反应，进而通过调控细胞因子产物、细胞生存、增殖和分化，最终决定细胞命运。Ca²⁺作为TCR通路重要转导信号，毫无疑问在免疫细胞发挥效应中扮演着重要角色，通常来说，TCR信号通路被激活后，经过多级信号转导，最终促进细胞内Ca²⁺水平上调。Ca²⁺水平上升后会结合钙调蛋白（Ca²⁺/CaM）激活钙调磷酸酶，后者通过促进活化T细胞核因子（NFAT2）入核进而促进免疫细胞产生效应分子进而发挥抗肿瘤效应。

NFAT2是一种Ca²⁺依赖性转录因子，调节指导CD8⁺ T细胞效应功能的基因表达。NFAT2磷酸化（无活性）形式位于细胞质中。受到TCR信号通路刺激后，胞质Ca²⁺的升高激活钙调磷酸酶，使胞质NFAT2去磷酸化，导致其易位至细胞核，在细胞核中激活多个效应分子转录，例如IFN-γ，TNF-α进而促进CD8⁺ T细胞发挥效应产生抗肿瘤作用。

当胆汁酸，钙离子，NFAT2三位免疫代谢界大咖同肿瘤“演出”时，又会为我们带来怎样精彩的内容尼？请跟随本篇文章为你揭晓吧！

DCA抑制CD8⁺ T细胞的效应功能

首先，为了确定作用于CD8⁺ T细胞并影响其功能发挥的肠道菌群代谢物，作者构建体外代谢物-CD8⁺ T细胞刺激诱导共孵育模型，从而对肠道菌群代谢物库进行初步筛选，作者发现次级胆汁酸DCA能够显著抑制CD8⁺ T细胞效应发挥。随后，作者采用不同浓度DCA与CD8⁺ T细胞体外共孵育后，发现DCA能够显著降低Gzm B、IFN-γ和TNF-α型CD8⁺ T的比例，并且减少细胞表面免疫分子表达以及抑制CD8⁺ T的增殖与分化，并且上述三种效应与DCA浓度存在明显剂量依赖性，即DCA浓度越大，抑制效应越强。

综上，作者推断DCA对CD8⁺ T细胞效应功能具有抑制作用。

DCA抑制Ca²⁺-NFAT2信号传导进而抑制CD8⁺ T细胞发挥效应功能

CD8⁺ T细胞激活和效应功能发挥涉及胞质Ca²⁺依赖性信号转导机制。因此，胞质Ca²⁺浓度的异常积累可能导致观察到的DCA介导的CD8⁺ T细胞效应功能抑制。因此作者对CD8⁺ T细胞内Ca²⁺水平进行测定，发现经DCA处理后，细胞内Ca²⁺水平显著下降。因此，作者初步推测，DCA通过降低胞内Ca²⁺水平进而抑制CD8⁺ T细胞效应功能发挥。NFAT2作为Ca²⁺依赖性转录因子，当胞内Ca²⁺水平上升时，促进NFAT2入核导致CD8⁺ T细胞效应分子基因转录表达。因此，作者猜测胞内Ca²⁺水平下降可能影响NFAT2入核进而抑制CD8⁺ T细胞效应分子转录表达。因此，作者接下来，使用免疫印迹法对CD8⁺ T细胞胞质与核内NFAT2进行分析。与猜测一致，随着DCA的处理，细胞内Ca²⁺水平下调，胞质内NFAT2水平上升，而入核NFAT2水平下降。作者体外构建∆DCaM-AI质粒（编码一种独立于Ca²⁺活性形式的钙调磷酸酶，可促进NFAT2的入核），发现此时即使给予DCA也不能抑制NFAT2入核。

综上，作者推断DCA下调CD8⁺ T细胞胞内Ca²⁺水平，抑制NFAT2入核进而抑制CD8⁺ T细胞效应功能分子的表达。

DCA通过PMCA抑制Ca²⁺-NFAT2信号传导

由前面研究结果可知，DCA通过降低细胞内Ca²⁺水平抑制NFAT2入核进而抑制CD8⁺ T细胞功能效应。因此，作者接下来研究Ca²⁺通道/泵，包括：（1）PMCA（将Ca²⁺从细胞质泵出细胞外）；（2）肌浆-内质网Ca²⁺-ATP酶SERCA（将Ca²⁺从细胞质泵入内质网）；(3)线粒体Ca²⁺单向转运蛋白MCU（将Ca²⁺从细胞质传入到线粒体）。接下来，作者使用上述三种通道抑制剂分别联合DCA体外处理CD8⁺ T细胞后，发现，当使用LaCl₃（PMCA通道抑制剂）后，DCA不再抑制CD8⁺ T细胞功能效应伴随着胞质内NFAT2水平下降，入核NFAT2水平上升。进一步，作者沉默CD8⁺ T细胞PMCA表达后，发现使用DCA也不再抑制CD8⁺ T细胞发挥效应，进一步作者验证了自己的猜想。与此同时，当细胞内Ca²⁺水平降低后，膜外给予Ca²⁺和DCA后，内流Ca²⁺显著减少，侧面反映了DCA可以通过PMCA降低胞内Ca²⁺水平。

最后，作者使用IP和SPR验证DCA与CD8⁺ T细胞PMCA存在相互作用。

综上，作者推断DCA通过与PMCA相互作用，进而通过其将细胞内Ca²⁺泵出，降低胞内Ca²⁺水平从而抑制Ca²⁺-NFAT2信号传导通路。

DCA通过抑制抗肿瘤CD8⁺ T细胞免疫反应促进肿瘤生长

鉴于CD8⁺ T细胞对于抗肿瘤免疫反应的重要作用，且DCA对CD8⁺ T细胞效应功能的抑制，因此作者推测，DCA可能通过损害抗肿瘤CD8⁺ T细胞反应来促进CRC的发展。

作者构建小鼠结直肠癌皮下移植瘤和APC^min+小鼠自发结直肠癌模型，并给予DCA，发现当给予DCA后，IFN-γ和TNF-α型CD8⁺ T细胞比例下降进而导致小鼠肿瘤生长显著被促进。随后，作者体外使用DCA处理CD8⁺ T细胞，并将其导入肿瘤小鼠体内，发现DCA处理后的CD8⁺ T细胞抗肿瘤能力明显被削弱，进而导致肿瘤生长被促进。而当作者构建Rag1^-/-免疫缺陷小鼠肿瘤模型以及使用抗CD8抗体清除CD8⁺ T细胞后，发现小鼠肿瘤生长与正常组相似，综上可知，作者的推测得到验证，即DCA通过损害抗肿瘤CD8⁺ T细胞反应来促进CRC的发展。更进一步，作者发现，预先给予小鼠DCA后，再过继给予CD8⁺ T细胞，小鼠的肿瘤生长也无法得到有效抑制，表明DCA对于CD8⁺ T细胞的损害作用是不可避免的，且不存在特异性。

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38479384/

撰稿 | 赖长杰

编辑 | 顾韫慧

参考文献

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