《科学》重磅:让T细胞“不知疲倦”持续抗癌的秘诀,竟藏在调控克隆造血的表观遗传机制里!

*仅供医学专业人士阅读参考


把肿瘤微环境内因抗原慢性刺激转入耗竭状态的CD8+T细胞“叫醒”,让它们重新活化为效应CD8+T细胞,是PD-1/L1抑制剂为代表的现有免疫治疗起效的关键,但实话实说,激活处在耗竭状态的CD8+T细胞,在奇点糕眼里总觉得有点像亡羊补牢,就没有什么办法能减少T细胞耗竭的发生吗?这对改善免疫治疗的持久疗效可也是挺重要的。


但今天《科学》刊登的一项最新研究成果,提出了让奇点糕怎么都没想到的解题方法[1]:美国圣裘德儿童研究医院的研究者们基于对骨髓增生异常综合征(MDS)患者的观察,发现了调控T细胞从耗竭前体状态(TPEX)向终末耗竭(TEX)状态分化的关键表观遗传靶点,对它们进行抑制可使T细胞更好地保持干细胞样状态,更可能响应现有免疫治疗


研究显示,在MDS患者典型临床表现——克隆造血中常见的DNMT3ATET2ASXL1基因突变,能使一部分T细胞长期保持干性,延缓向TEX状态分化,从而扩大了它们响应免疫治疗的时间窗,携带上述基因突变的T细胞,在实验中可在慢性抗原刺激下存活超过1年;其中ASXL1突变是被首次揭示与T细胞持久力有关,研究者们专门揭示了它经由表观遗传调控T细胞自我更新的机制,将ASXL1抑制也可与现有免疫治疗协同增效。


图片

论文核心机制总结


既往不少在CAR-T细胞上开展的研究已经证实,干预DNMT3A和TET2的正常功能可延缓T细胞进入终末耗竭阶段,使它们持久存在以改善细胞疗法的疗效[2-3];而ASXL1则是圣裘德儿童研究医院团队此前工作的成果了,T细胞存在该突变的MDS患者接受免疫+化疗方案治疗(阿替利珠单抗+吉西他滨),预后显著较野生型或仅有髓系ASXL1突变的患者更好[4]。


而在本次研究中,研究者们首先用CRISPR敲除了LCMV特异性CD8+T细胞的DNMT3ATET2ASXL1基因,再将它们回输到相应感染小鼠体内,发现在LCMV病毒长期存在、即抗原慢性刺激的情况下,这些LCMV特异性CD8+T细胞可存在超过1年,且通过增殖保持数量大致稳定,而野生型LCMV特异性CD8+T细胞的数量在2个月后就大降了。


同时,敲除DNMT3ATET2ASXL1也使CD8+T细胞的干细胞特征相关标志物(Ly108)表达明显上升,而PD-L1、TIM-3等耗竭标志物表达下调,而且小鼠脾脏和肺部也明确存在TCF1+干细胞样CD8+T细胞,这些都表明敲除DNMT3ATET2ASXL1保存下来了一部分具有干细胞样特征的CD8+T细胞亚群,使它们成为响应免疫治疗的“火种”。


图片

敲除三个表观遗传调节基因可有效保存有干细胞样特征的CD8+T细胞


接下来,研究者们把重点放在“比较新”的ASXL1身上,开始探索它维持T细胞自我更新能力的表观遗传调控机制。分析显示,敲除ASXL1会改善T细胞的染色质可及性,并通过降低多梳抑制性去泛素化酶(PR-DUB)复合物稳定性,在TPEX向TEX状态分化的过程中,调控组蛋白H2AK119位点单泛素化修饰(H2AK119Ub)等多种组蛋白修饰,从而调节T细胞维持干细胞样特征和细胞毒效应的关键基因表达水平,起到保存火种的作用。


因此在小鼠实验中,敲除CD8+T细胞的ASXL1可有效改善它们在小鼠体内和过继后的抑癌效果,也能够与PD-1/L1抑制剂治疗实现协同增效,对人类实体瘤患者的分析也证实,ASXL1突变可为患者带来生存优势,那接下来就可以期待将成果转化为全新的治疗策略啦。


图片

简要总结研究发现


------


如果遇到任何技术问题,大家可以戳我们下图中的客服小伙伴来解决~~

图片

参考文献:

[1]Kang T G, Lan X, Mi T, et al. Epigenetic regulators of clonal hematopoiesis control CD8 T cell stemness during immunotherapy [J]. Science, 386(6718): eadl4492.

[2]Prinzing B, Zebley C C, Petersen C T, et al. Deleting DNMT3A in CAR T cells prevents exhaustion and enhances antitumor activity[J]. Science Yranslational Medicine, 2021, 13(620): eabh0272.

[3]Fraietta J A, Nobles C L, Sammons M A, et al. Disruption of TET2 promotes the therapeutic efficacy of CD19-targeted T cells[J]. Nature, 2018, 558(7709): 307-312.

[4]O'Connell C L, Baer M R, Ørskov A D, et al. Safety, outcomes, and T-cell characteristics in patients with relapsed or refractory MDS or CMML treated with atezolizumab in combination with guadecitabine[J]. Clinical Cancer Research, 2022, 28(24): 5306-5316.

本文作者丨谭硕