《自然》子刊:中国科学家揭秘衰老导致抗癌T细胞“下岗”的关键机制!

“抗癌网红XX去世”这样的热搜,奇点糕近期看到过好几回了,加上最近又有朋友的朋友四十出头就确诊了急性白血病,不得不感叹一下生命的脆弱。但从传播学规律来说,抗癌网红们一开始会受到关注,往往是因为确诊时还算年轻,与传统认知有反差,那传统认知是什么?不就是“人老了患癌不稀奇”呗,听起来虽然合情合理,但背后的原因有哪些呢?


今天在Nature Aging期刊上,中国科学院上海营养与健康研究所肖意传研究组,中国科学院上海药物研究所郑明月研究组与河北工程大学倪志宇、上海交通大学附属胸科医院罗清泉等研究者合作发表的研究成果,就揭示了衰老与癌症之间的又一层关系:衰老导致的组织驻留CD8+记忆T细胞(TRM)减少,对抗肿瘤免疫应答非常不利[1]!


该研究发现,衰老会导致双功能凋亡调节因子(BFAR)在CD8+T细胞中高度富集,而BFAR作为一种E3泛素连接酶,可导致JAK2激酶的去泛素化,从而抑制细胞因子诱导的JAK-STAT信号通路激活,使CD8+TRM细胞无法发生重编程,最终损害它们的抗肿瘤活性,而靶向BFAR则有望恢复衰老CD8+T细胞的抗肿瘤活性。


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一图总结论文核心内容


近年来越来越多的研究都显示,CD8+TRM细胞在人体内的职能远不限于既往被阐明的抗感染,它们甚至可能是免疫系统就地抗击癌细胞的第一道防线[2-3],所以在本次研究中,研究者们首先就对比了衰老和年轻小鼠非淋巴器官的TRM细胞分布情况,发现衰老会特异性导致肺、肝等器官内的CD8+TRM细胞减少,但不影响效应记忆/中央记忆型T细胞。


研究者们又分别将年轻和衰老小鼠体内的CD8+T细胞过继转移到免疫缺陷小鼠(Rag1-/-)体内,发现衰老小鼠CD8+T细胞的抑癌能力较弱,但这并不是因为它们产生干扰素γ(IFNγ)的能力变弱了,而是它们向CD8+TRM细胞的分化能力明显减弱;虽然衰老也不会直接削弱CD8+TRM细胞本身的增殖能力,但总体数量减少还是狠狠削弱了这抗癌“第一道防线”。


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衰老会显著减少非淋巴器官内的CD8+TRM细胞数量


虽说向衰老小鼠体内补充来自年轻小鼠的CD8+TRM细胞,就能恢复抗肿瘤免疫应答强度,但临床实践中这么做的难度肯定比较大,还是重新激活衰老个体的CD8+TRM细胞生成能力比较好。研究者们通过单细胞RNA测序确认,CD8+T细胞向CD8+TRM细胞分化的能力确实被一种此前未知的机制阻碍,且与肿瘤抗原等外因无关。


摸清“未知机制”倒也不难,对比衰老和年轻小鼠肿瘤浸润CD8+T细胞的差异表达基因(DEGs),再加上几个限定条件(如在衰老CD8+T细胞和对免疫治疗不应答患者中表达上调)后,编码BFAR的Bfar就出列了;特异性敲除CD8+T细胞Bfar的效果也立竿见影,之前衰老小鼠体内显著减少的CD8+TRM细胞数量,以及免疫系统抑癌能力都回升了。


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敲除Bfar可有效恢复CD8+TRM细胞数量,激活抗肿瘤免疫应答


BFAR能帮衰老小鼠在CD8+TRM细胞数量上“回春”的调控机制,则是表观遗传层面的:BFAR能与去泛素化酶USP39结合并介导其泛素化,以此来活化USP39,促进USP39对JAK2的去泛素化,而这会抑制白介素-2/6/12及IFN-α/β等细胞因子诱导的JAK-STAT信号通路激活,其中能与Cd103启动子部位结合的STAT1无法激活,就会直接限制CD8+T细胞向CD8+TRM细胞的分化,最终导致肿瘤微环境中CD8+TRM细胞的数量不足。


综合以上发现来看,BFAR也可以被视为影响抗肿瘤免疫应答的重要干预靶点了,于是研究者们利用基于测序结果的深度学习药物筛选平台,找到了一种可特异性靶向BFAR的小分子抑制剂(iBFAR2),并在实验中证实它可有效恢复CD8+T细胞向CD8+TRM细胞的分化,由此增强CD8+T细胞整体的抗肿瘤免疫功能,改善衰老小鼠乃至免疫治疗耐药模型小鼠(CD8+T细胞衰老也与免疫治疗耐药有关)的抑癌能力,它的未来应用也非常可期。


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筛选iBFAR2的过程(蹭一下AI热度)

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参考文献:

[1] Pei S, Deng X, Yang R, et al. Age-related decline in CD8+ tissue resident memory T cells compromises antitumor immunity[J]. Nature Aging, 2024.

[2]Wang T, Shen Y, Luyten S, et al. Tissue-resident memory CD8+ T cells in cancer immunology and immunotherapy[J]. Pharmacological Research, 2020, 159: 104876.

[3]Reina-Campos M, Heeg M, Kennewick K, et al. Metabolic programs of T cell tissue residency empower tumour immunity[J]. Nature, 2023, 621(7977): 179-187.

本文作者丨谭硕