《免疫》:PD-1带给T细胞的,还有死亡!郑大一附院团队发现,PD-1信号通路导致T细胞铁死亡,影响其抗肿瘤活性

学术   2024-08-30 17:31   黑龙江  

*仅供医学专业人士阅读参考


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。


那么在肿瘤微环境中,CD8阳性T细胞的磷脂代谢是否会出现异常呢?这些异常又能否影响CD8阳性T细胞的功能呢?这背后的机制又是什么?


近期,郑州大学第一附属医院张毅教授团队发表了一篇研究,就回答了以上问题。


他们发现,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。


机制上,他们发现,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,进而削弱了其抗肿瘤的能力


研究发表在《免疫》上[1]。


论文首页截图


为了观察肿瘤微环境中CD8阳性T细胞的磷脂代谢情况,研究人员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,研究人员发现,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。


CD8阳性T细胞出现磷脂代谢异常


以上结果表明,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,研究人员发现,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。


此外,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。


铁死亡加剧


机制上,研究人员发现,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。


研究机制图


最后,利用抗PD-1单抗阻断PD-1信号通路,研究人员发现,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。


总之,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。


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参考文献:

[1]Ping,Yu et al.PD-1 signaling limits expression of phospholipid phosphatase 1 and promotes intratumoral CD8+T cell ferroptosis.Immunity.

本文作者丨张金旭

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