2024年1月2日，上海交通大学医学院上海市免疫学研究所李斌课题组及合作团队在国际期刊Nature Communications在线发表了题为“FOXP3+ regulatory T cell perturbation mediated by the IFNγ-STAT1-IFITM3 feedback loop is essential for anti-tumor immunity”的研究论文。该研究发现了肿瘤组织浸润Treg细胞中存在着IFNγ依赖性的STAT1-IFITM3负反馈环路扰动，此环路通过平衡STAT1与IFITM3的动态表达，进而维持肿瘤浸润Treg细胞的功能稳定性。扰动此负反馈环路导致其失去平衡状态则可以使肿瘤浸润Treg细胞的免疫抑制功能下降，进而增强抗肿瘤免疫反应。因此，李斌研究团队提出了通过打破肿瘤浸润Treg细胞的负反馈环路扰动平衡，进而调节抗肿瘤免疫疗效的全新观点。
调节性T细胞是维持机体免疫稳态的FOXP3+ CD4+ T细胞亚群，同时也是肿瘤微环境中构建免疫抑制屏障的重要组成细胞1,2。已有研究表明，靶向肿瘤浸润的Treg细胞，诱导出其脆性状态会显著增强抗肿瘤免疫，脆性状态的Treg（Fragile-like Regulatory T cells）通常伴随着抑制功能下降，转录因子FOXP3表达下调，IFNγ等肿瘤杀伤性细胞因子分泌增加3,4。但目前有关脆性Treg细胞功能稳定性的调节机制尚不清楚，为开发靶向肿瘤组织Treg细胞的免疫疗法带来了挑战。
本研究中，研究团队通过临床样本检测与表达相关性分析，鉴定出了与肿瘤浸润Treg细胞功能密切相关的基因Ifitm3。Treg细胞特异性缺失IFITM3的小鼠显示出更强的抗肿瘤免疫反应，且其肿瘤浸润Treg细胞转变为免疫抑制性功能下调、肿瘤杀伤性功能上调的脆性状态。通过对IFITM3作用机制的深入研究，团队成员发现IFITM3蛋白能够与IFNγ信号通路中的JAK1/2-STAT1蛋白复合体结合，抑制STAT1蛋白的磷酸化从而抑制STAT1对下游基因的转录调控。有趣的是，同样作为IFNγ诱导产生的基因，STAT1也会反向调控Ifitm3的基因转录与蛋白表达。在Treg细胞中敲除Stat1后，IFITM3的转录水平与蛋白水平会明显下调。这提示在肿瘤微环境中IFNγ的刺激下，STAT1与IFITM3在Treg细胞中形成一个相互调节的负反馈环路。当STAT1表达增强时，IFITM3表达水平增高并反向抑制其表达，这样的调控机制使两个功能蛋白在Treg细胞内维持着相对稳定的表达状态。
为了进一步证明扰动此负反馈环路对于肿瘤浸润Treg细胞功能稳定性的影响，研究人员进一步在Ifitm3条件性敲除小鼠 (CKO)，Stat1条件性敲除小鼠(SKO)，以及两基因双重条件性敲除小鼠 (DKO)中构建皮下瘤移植模型。检测结果显示，与野生型（WT）小鼠相比，CKO小鼠与SKO小鼠肿瘤均显著变小，且肿瘤浸润的Treg细胞均出现脆性特征，进而增强了抗肿瘤反应。而DKO的小鼠并没有表现出抗肿瘤能力的下降，其肿瘤浸润的Treg细胞也没有出现脆性状态。
综上，研究团队提出，STAT1-IFITM3反馈环路可能是Treg特异性抗肿瘤疗法的一个潜在靶点。阻断STAT1或IFITM3的表达能够扰动其环路的平衡，进而导致Treg出现功能不稳定的脆性状态，而同时阻断两者则不会有此作用，提示对肿瘤浸润Treg细胞的功能调节依赖扰动环路平衡而并不是彻底去除此环路。这为肿瘤浸润Treg细胞功能与稳定性的研究提供了新的理论依据，也为临床上以扰动Treg细胞内信号环路平衡作为增强抗肿瘤免疫治疗靶点提供了新思路。
上海交通大学医学院上海市免疫学研究所博士生刘鑫男，张炜奇，上海交通大学医学院附属瑞金医院博士生韩逸超，上海市免疫学研究所及中国科学院深圳先进技术研究院博士后成浩，以及上海交通大学医学院基础医学院生化与分子生物学系博士生刘琪为本文的共同第一作者。中国科学院深圳先进技术研究院潘璠研究员，上海交通大学医学院附属瑞金医院李鹤成主任医师，上海交通大学医学院上海市免疫学研究所李斌研究员为本文通讯作者。本研究得到国家科技部重点研发项目、国家自然科学基金委重点基金、上海市科委等项目资助，依托上海市免疫学研究所公共平台、上海交通大学医学院基础医学院公共技术平台、上海交通大学医学院动科部、赛业生物动科部等平台的技术支持。本研究还得到了广东医科大学黄功华教授，上海交通大学医学院上海市免疫学研究所苏冰教授，邹强研究员，李华兵研究员，上海交通大学医学院附属仁济医院赵文毅副主任医师，上海市免疫创新研究院鲁林荣教授，上海交通大学医学院基础医学院童雪梅教授等合作实验室老师和同学们的大力支持与帮助。
【参考文献】
1. Tanaka, A. & Sakaguchi, S. Regulatory T cells in cancer immunotherapy. Cell Research 27, 109-118, doi:10.1038/cr.2016.151 (2017).
2. Joyce, J. A. & Fearon, D. T. T cell exclusion, immune privilege, and the tumor microenvironment. Science (New York, N.Y.) 348, 74-80, doi:10.1126/science.aaa6204 (2015).
3. Overacre-Delgoffe, A. E. & Vignali, D. A. A. Treg Fragility: A Prerequisite for Effective Antitumor Immunity? Cancer Immunology Research 6, 882-887, doi:10.1158/2326-6066.CIR-18-0066 (2018).
4. Overacre-Delgoffe, A. E. et al. Interferon-γ Drives Treg Fragility to Promote Anti-tumor Immunity. Cell 169, doi:10.1016/j.cell.2017.05.005 (2017).
作 者：刘鑫男
排 版：王 琼、胡 铨
审 核：方丽娟、李 斌
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