Blimp1+eTreg和TFR在腫瘤組織中大量浸潤

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Regulatory Tcell, Treg)對維持自身免疫穩(wěn)態(tài)、形成免疫耐受至關(guān)重要，但也是腫瘤抑制性微環(huán)境形成的重要原因。Treg細(xì)胞表達(dá)特異性轉(zhuǎn)錄因子Foxp3，因此常用Foxp3+Treg來表示。已有報道表明，腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞(TIL)中Foxp3+ Treg細(xì)胞的出現(xiàn)頻率常與各種類型癌癥患者的不良預(yù)后有關(guān)。在Foxp3+Treg中，發(fā)揮免疫抑制效應(yīng)的細(xì)胞亞群(effector Treg,eTreg)能表達(dá)特異性轉(zhuǎn)錄因子Blimp1，該分子已被證實對于維持Foxp3+Treg的免疫抑制功能與遺傳穩(wěn)定性必不可少。

另外，負(fù)責(zé)維持正常體液免疫穩(wěn)態(tài)的主要是濾泡調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(follicular regulatory T cells, TFR)。TFR主要來源于Treg的分化，能夠負(fù)向調(diào)控體液免疫的中心軸“TFR-B細(xì)胞-抗體”，防止抗體介導(dǎo)的自身免疫性疾病發(fā)生。與之功能相反的則是濾泡輔助性T細(xì)胞(follicular helpful T cells, TFH)，能夠促進(jìn)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體。已有文獻(xiàn)報道Blimp1分子的表達(dá)是TFR負(fù)向調(diào)控TFR、B細(xì)胞及生發(fā)中心(GC)抗體反應(yīng)的必要條件。然而，Blimp1+eTreg以及其分化而來的TFR對于腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用及機(jī)制尚不清楚。

近日，阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的科學(xué)家在Molecular Cancer發(fā)表題為“Remodeling ofthe tumor microenvironment via disrupting Blimp1+ effector Treg activity augmentsresponse to anti-PD-1 blockade”的最新研究成果。該研究揭示了Blimp1是一種腫瘤浸潤性Treg細(xì)胞新的關(guān)鍵調(diào)控因子，以及通過調(diào)節(jié)Treg活性來治療腫瘤的潛力。

Blimp1+eTreg和TFR在腫瘤組織中大量浸潤

該團(tuán)隊首先比較了荷瘤小鼠的腫瘤組織與脾臟組織中TIL的eTreg比例，發(fā)現(xiàn)腫瘤中高達(dá)80%的TIL為eTreg，而在脾臟中這一比例僅為35%。進(jìn)一步分析其Blimp1的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)腫瘤中的Blimp1+eTreg占該亞群的50%，而脾臟中表達(dá)Blimp1的eTreg不足5%。其他表征eTreg免疫抑制功能的分子標(biāo)志物如Foxp3/GITR/Helios/CTLA-4，均顯示出類似的差異化表達(dá)。RNA測序分析顯示TIL eTreg具有不同于脾臟eTreg的轉(zhuǎn)錄特征。這些數(shù)據(jù)表明eTreg能夠適應(yīng)腫瘤微環(huán)境，并且展現(xiàn)出更為活躍、強(qiáng)勁的免疫抑制能力。

研究人員同時對生發(fā)中心的 TFR、TFH和B細(xì)胞(GCB)比例進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)TFR:TFH比值和TFR:GCB比值均比脾臟中相應(yīng)數(shù)值高2-3倍，提示腫瘤免疫抑制作用可能包括對TFH-B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫的抑制。

從黑色素瘤患者分離出的TIL Treg和TFR表達(dá)的Blimp1更高、免疫抑制能力更強(qiáng)

對黑色素瘤患者的多種轉(zhuǎn)移灶組織及對照的臨近正常組織的分析，包括Blimp1和其他表征eTreg免疫抑制功能的分子標(biāo)志物的表達(dá)情況、TFR、TFH和B細(xì)胞的比例等，得到了與上述一致的結(jié)果。TGCA數(shù)據(jù)庫中的分析顯示出PRDM1(表達(dá)Blimp1的基因)mRNA水平與FOXP3表達(dá)正相關(guān)。并且在FOXP3高表達(dá)的人群中，PRDM1還與合成CD15的酶表達(dá)水平正相關(guān)，后者往往標(biāo)志著eTreg細(xì)胞具有極強(qiáng)的免疫抑制能力。此外，PRDM1高表達(dá)的黑色素瘤患者出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的比例更大。

特異性敲除Foxp3+eTreg和TFR中的Blimp1可以實現(xiàn)延緩腫瘤生長、增強(qiáng)抑制腫瘤效應(yīng)

基于以上觀察性的證據(jù)，該研究團(tuán)隊試圖進(jìn)一步驗證Foxp3+eTreg和TFR中的Blimp1表達(dá)是否能夠調(diào)控腫瘤免疫反應(yīng)。結(jié)果顯示，敲除PRDM1的轉(zhuǎn)基因小鼠比野生型小鼠的腫瘤生長速度更慢。免疫圖譜分析也顯示，在敲除該基因后，適應(yīng)性免疫細(xì)胞(CD8+ T細(xì)胞和 NK 細(xì)胞等)和固有免疫細(xì)胞(樹突狀細(xì)胞DC和MHCII+ M1類巨噬細(xì)胞等)數(shù)量更多、活化程度更高，即抗腫瘤免疫反應(yīng)得到增強(qiáng)。體外實驗也表明，TIL Blimp1缺陷的Treg分化為eTreg后，其免疫抑制能力被削弱。

特異性敲除Foxp3+Treg中的Blimp1導(dǎo)致抗腫瘤體液免疫增強(qiáng)

與前述觀察到的體液免疫增強(qiáng)的現(xiàn)象類似，在特異性敲除Foxp3+Treg中的Blimp1的荷瘤小鼠中，TFH和B細(xì)胞(GCB)的比例更多，腫瘤特異的IgE滴度更高，CD3和B220+細(xì)胞大量集聚，表示細(xì)胞免疫和體液免疫均得到增強(qiáng)。

回輸Blimp1缺陷的TFH，或特異性敲除Foxp3+ Treg中的Blimp1的荷瘤小鼠的血漿，均能發(fā)揮抑制腫瘤的作用

為了探索敲除Blimp1治療潛力，研究人員將Blimp1缺陷的TFH基因工程小鼠，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，實驗組的腫瘤生長速度顯著放緩，并且腫瘤特異性的抗體水平也顯著增加。該研究還發(fā)現(xiàn)，這些含高水平(約為對照組的4.5倍)的腫瘤特異性IgE抗體的血漿可以激活巨噬細(xì)胞，增加巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的吞噬和殺死腫瘤細(xì)胞，從而延緩腫瘤生長。

Blimp1缺陷Treg表達(dá)譜發(fā)生變化，重塑腫瘤微環(huán)境

利用RNA測序技術(shù)，該團(tuán)隊分析了Blimp1缺陷Treg差異表達(dá)的基因，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)Treg細(xì)胞穩(wěn)定性和免疫抑制能力的基因下調(diào)，而與自然殺傷細(xì)胞(NK)的細(xì)胞毒性程序相關(guān)的基因上調(diào)，其中包括轉(zhuǎn)錄因子Exoms。刪除Blimp1缺陷Treg中的Exomes，發(fā)現(xiàn)腫瘤生長速度加快，一定程度抵消了Blimp1缺陷的腫瘤抑制效應(yīng)，表明Blimp1可能部分是通過Exome1起作用。對于腫瘤微環(huán)境的分析結(jié)果則顯示，Blimp1缺陷引起CD45-細(xì)胞I型干擾素分泌相關(guān)基因下調(diào)，血管生成相關(guān)基因、MHCI 和MHCII 分子、抗原提呈相關(guān)通路基因上調(diào)，這些均表明TIL抗腫瘤免疫細(xì)胞活性增強(qiáng)、腫瘤自身免疫原性增加。

基于以上證據(jù)，研究人員嘗試比較在Blimp1缺失和野生型狀態(tài)下免疫檢查點阻斷療法的差異。令人驚喜的是， anti-PD-1顯著降低了Blimp1缺陷小鼠的腫瘤生長，而對野生小鼠的腫瘤控制沒有顯著改善。

盡管人們很早就嘗試通過清除或抑制體內(nèi)的Treg細(xì)胞來增強(qiáng)抗腫瘤反應(yīng)，但該療法往往受阻于嚴(yán)重的自身免疫性副作用。本研究發(fā)現(xiàn)TILBlimp1-deficient Treg細(xì)胞的獨特轉(zhuǎn)錄特征及其對腫瘤微環(huán)境的重塑，可以顯著增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)，且不引起自身免疫性疾病，這對于開發(fā)有效的、較少不良反應(yīng)的腫瘤免疫療法帶來了希望。該成果也為如何通過控制Treg活性用于腫瘤治療以及如何設(shè)計聯(lián)合免疫檢查點阻斷療法提供了一個新的方向。

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