Impaired lipid biosynthesis hinders anti-tumor efficacy of intratumoral iNKT cells

本文选自Nature communication,https://doi.org/10.1038/s41467-020-14332-x,喜欢的朋友可以自行下载。

最近和nature communication干上了,不要见怪。

以前看的也就是Treg CTL MDSC,今天来看看NKT.其实,NKT是机体固有免疫的重要组成部分。这个和NK细胞还不太一样。NKT细胞能表达T细胞的TCR与NK细胞的NKR-P1两种受体,特别是NKT细胞多数表达Va14TCR,识别CD1抗原,而NKR-P1识别各种糖链, NKT细胞,特别是CD4-NKT细胞,对TCR刺激可产生大量IL-4及IFNγ,同时具有ThO型细胞因子产生能力。NKT细胞不但是产生IL-4的主要细胞,而且强力产生IFNγ。IFNγ参与自身Th1诱导,具有极强的Th1诱导能力,从而是IL-2产生亢进。它同时还具有Th2细胞分化抑制功能。IL-12能诱导NKT细胞产生IFNγ。IL-12对TCR的刺激是IFNγ的产生显著亢进。

主要特征:1.共表达T细胞受体和NK细胞受体。经典NKT细胞一般为CD4+和DN NKTNKT细胞。其中NK1.1是NKT细胞最主要的表面标记。

2.TCR基因偏向性取用(bias usage)。与其它T细胞亚群相比,NKT细胞具有独特的限制性表达TCR库。

3.接受CD1d递呈的脂类抗原,在固有免疫中发挥作用。

功能:主要包括免疫调节细胞毒作用,NKT细胞受到刺激后,可以分泌大量的IL-4,IFN-γ,GM-CSF,IL-13和其它细胞因子和趋化因子,发挥免疫调节作用,NKT细胞是联系固有免疫和获得性免疫的桥梁之一。NKT细胞活化后具有NK细胞样细胞毒活性,可溶解NK细胞敏感的靶细胞,主要效应分子为穿孔素,Fas配体以及IFN-γ。

由于Th1细胞和Th2细胞都能分泌细胞因子促进自身的增殖并抑制对方的增殖,因此在正常情况下机体中 Th1细胞和Th2细胞处于相对平衡的状态。但当机体发生功能异常时,常表现出平衡偏向其中一方,称为 “Th1/Th2漂移”。一旦Th1细胞和Th2细胞之间的平衡状态被打破,很可能造成人体细胞因子网络的动态平衡被破坏,进而引起许多疾病的产生和发展。

本文报道iNKT细胞活化后脂质生物合成增加,PPARγ和PLZF通过增强Srebf1的转录协同促进脂质生物合成。在这些脂质中,胆固醇是iNKT细胞产生最佳干扰素-γ所必需的。肿瘤微环境中的乳酸减少瘤内iNKT细胞PPARγ的表达,从而降低其胆固醇合成和干扰素-γ的产生。

iNKT细胞既可以通过抗原识别直接杀伤肿瘤细胞,也可以通过耗尽肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),促进NK和CTLs1-4的活化来增强抗肿瘤反应,

作者检测到在分离的小鼠iNKT细胞(补充图1)中,与传统的CD_8+和CD_4+T细胞相比,PPARγ(图1A)的水平更高,这是一种众所周知的脂肪细胞分化和脂质代谢的调节因子。这个INKT的MARKER是什么?(CD69和CD25)而且用发现抗CD3+抗CD28刺激显著增加了细胞内脂肪酸的含量,PPAR激动剂PIO,T007就是他的拮抗剂。

加入抗CD3/28其实是为了活化T细胞的作用,如果要长期培养,最好加点IL-2

作者进一步看了看PPAR下游关于脂质合成一些基因表达情况。如果作者不是为了做下游我觉得这些个基因都可以不做,知道表型同样可以说明问题。

这种免疫细胞重要的还是功能,前面可以知道T细胞发挥功能最主要就是生成干扰素和肿瘤坏死因子,看一波功能再说。作者用了脂质合成的抑制剂TOFA,PPAR另一种抑制剂GW9662(为什么搞这么多抑制剂。)发现了INKT细胞IL-4影响较小,对IFN-γ和IFN-g影响较大。说明这个使免疫功能偏向了TH2 CD4+T细胞。作者用了INKT的另一种激动剂α-GC,在体内验证了这两种拮抗剂抑制INKT的作用。既然这些拮抗剂对干扰素作用比较大,而且干扰素和脂代谢相关,那么作者下面就着重看了这个问题。

作者在细胞内Sh了PPAR,看看INKT的功能变化,条件敲除INKT的PPAR,进行了功能分析。发现抑制了INKT的脂代谢也抑制了其功能。其实条件敲除说理性还是挺高的。然我想起了那个CD36,组会讨论说了这个全身用针对这些靶点的拮抗剂不会对其他器官功能产生影响吗?可能作者压根就不关心这个问题。好用就行。

有研究表明脂肪酸β氧化可以调节T细胞功能,作者验证了,但是没有影响INKT。

以往的研究结果表明,某些饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸在T细胞活化作用中起着重要的作用,作者又懂了脂肪酸的歪点子。分别加一加看看。握草,这不是和我前段时间看的那个CD36差不多嘛,那里没有解释为什么脂质会活化Treg。有点搞头啊!饱和和不饱和脂肪酸,包括辛酸、癸酸、棕榈酸、油酸、亚麻酸和亚油酸,都不能恢复干扰素-γ的产生(图3A)。高浓度的棕榈酸、油酸和亚油酸甚至减少了干扰素-γ的产生(图3A),这可能是由于细胞凋亡增加所致。相反,补充水溶性胆固醇成功地恢复了干扰素-γ的产生。握草,胆固醇,这不是他汀药物的靶点吗。

sim就是他汀

胆固醇先前已被证明调节TCR信号。在作者的研究中,当pMA+离子霉素绕过tcr信号被iNKT细胞激活时,外源胆固醇、C75和TofA对干扰素-γ的产生没有影响。

作者进一步看了看看INKT表面的TCR表达情况。

以上说明了胆固醇提高了TCR参与了INKT的激活。在PPARγ调控的基因中,Srebf1编码甾醇调节元件结合蛋白1(SREBP1),它是调节脂质生物合成的主要转录因子。SREBP家族包含SREBP1和SREBP2,这里只有SREBP1受影响。这个轴目前逐渐清晰PPAR-SREBP1-胆固醇、干扰素

作者进一步看看PPAR调控SREBP1的方式,因为在转录和翻译水平都受到影响,所以,作者从转录水平进行研究,用到染色质免疫共沉淀技术,表明PPAR可以结合到SREBP1的启动子区域,PPARγ的拮抗剂不影响CD4+T和CD8+T细胞中成熟或不成熟SREBP1的数量或总SREBP1蛋白,这些结果表明,PPARγ以一种细胞类型特异性的方式调节SREBP1mRNA的表达,这里找到INKT和一般T细胞的代谢异同点可能就解决了PPAR和SREBP1的关系。

PLZF是一种细胞类型特异性的主调控因子,控制iNKT细胞的发育和效应功能,在传统的T细胞中不表达。在与PPARγ共沉淀的蛋白中检测到PLZF,iNKT细胞的激活进一步促进了PPARγ与PLZF的结合,尽管PPARγ的拮抗剂和激动剂不影响这两种蛋白的结合,此外,在激活iNKT细胞后,观察到PLZF和PPARγ之间的共定位增加

PIO和T007对共定位系数没有影响。这些结果表明,PPARγ与PLZF之间的相互作用是由激活信号控制的,而不是由PPARγ的配体控制的,接下来,作者研究了PPARγ是否需要plzf来促进Srebf1的转录。PPARγ有两种亚型,PPARγ1和PPARγ2。在iNKT细胞中同时检测到Pparg1和Pparg2mRNA,本研究中使用的抗PPARγ抗体不能区分PPARγ1和PPARγ2。PPARγ和PLZF在小鼠和人之间是保守的(同源性分别为96%和97%)。因此,作者分别在人293T细胞中过表达了小鼠PPARr1和PPARr2以及联合或不联合表达PLZF,共表达PPARPLZF2和γ显著增加了成熟SREBP1的数量,总SREBP1蛋白和Srebf1mRNA。如果是做的分数比较高的文章,对亚型的判断会更加精细,所以说,如果想要把某一个东西研究的很透彻,必须要关注这些亚型,可能也是提分的关键。

综上所述,PPARγ2需要PLZF才能结合到Srebf1的启动子区域并促进其转录。与iNKT1亚群相比,表达PLZF和PPARγ含量较高的iNKT2和iNKT17亚群显示出更高的SREBP1和胆固醇含量。这个细胞的亚群也挺有意思。查了一下这个NKT细胞是国人发现的一种特殊的免疫细胞,但是在10年左右的事情了。

作者作了这么多,也只是说明了NKT细胞的功能作用,在肿瘤中发挥什么作用,又是怎么失位的呢?提一波肿瘤中的NKT看看。瘤内人iNKT细胞显著减少干扰素-γ的产生,

为了证明肿瘤内iNKT细胞的功能障碍是由于胆固醇合成受损,在肿瘤浸润的iNKT细胞中加入水溶性胆固醇,发现它成功地恢复了干扰素-γ的产生,应用PPAR激动剂,同样得到一致结论。这些结果表明,PPARγ的减少导致人类肿瘤浸润的iNKT细胞胆固醇合成受损和功能障碍,而这种功能可以通过PIO恢复。

肿瘤浸润NKT细胞其实功能受到抑制,下面的实验其实就是老套路了,用药物恢复NKT的功能,看看抗肿瘤效应。鼠哥上场了。在动物上完全模拟了人组织标本的结果。肿瘤微环境富含乳酸,先前已经证明乳酸可以抑制iNKT细胞产生干扰素-γ。作者用的是脾脏的NKT细胞对照的。下面的都是上述实验的重复验证环节。

为了测试PIO能否在体内恢复瘤内iNKT细胞功能,B16F10黑色素瘤荷瘤小鼠每天经口灌胃PIO7天,然后腹腔注射iNKT细胞特异性抗原αGC(图6E)。PIO激活后可增加肿瘤浸润性iNKT细胞中SREBP1的表达和胆固醇的合成(图6f,g)。因此,PIO处理显著增加了iNKT瘤内αGC诱导的干扰素-γ的产生(图6H)。此外,PIO处理在体外促进了肿瘤浸润性iNKT细胞突触TCR的积累和突触的形成(图6I-K)。

开始肿瘤治疗方面的应用了。虽然PIO不能完全恢复瘤内iNKT细胞的脂质合成和干扰素-γ的产生(图6H),但肿瘤内干扰素-γ的增强表明有更好的抗肿瘤反应。与恢复肿瘤浸润性iNKT细胞中干扰素-γ的产生一致(图6H),PIO治疗显著促进了iNKT细胞为基础的免疫疗法对B16F10黑色素瘤细胞的疗效。由前面的内容可以知道干扰素可以激活CTL细胞,发挥抗肿瘤免疫功能。

在iNKT细胞缺陷的Jα18−/−小鼠和IFNG−/−小鼠中,PIO和CD8GC的联合对肿瘤大小、瘤内NK细胞和α+T细胞的频率及其干扰素-γ的产生没有影响(图7g-k)。这些结果进一步证实了PIO+αGC增强的抗肿瘤免疫应答依赖于iNKT细胞和干扰素-γ的产生。

我上篇怎么说来着,双向的骨髓移植,这个我们之前很多文献都说过这个问题了,可以这么说,只要做到免疫,这个不是必须那也是多少要沾边的。不说了,直接上图。

本文结束了,文章还是挺不错的,机制和动物实验都很好,正反验证以及rescue实验做的也不错,有很多值得借鉴之处。欢迎批评、指正。

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