1月2日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所李斌課題組及合作團(tuán)隊(duì)在國(guó)際期刊Nature Communications在線發(fā)表了題為“FOXP3+ regulatory T cell perturbation mediated by the IFNγ-STAT1-IFITM3 feedback loop is essential for anti-tumor immunity”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)了腫瘤組織浸潤(rùn)Treg細(xì)胞中存在著IFNγ依賴性的STAT1-IFITM3負(fù)反饋環(huán)路擾動(dòng)，此環(huán)路通過平衡STAT1與IFITM3的動(dòng)態(tài)表達(dá)，進(jìn)而維持腫瘤浸潤(rùn)Treg細(xì)胞的功能穩(wěn)定性。擾動(dòng)此負(fù)反饋環(huán)路導(dǎo)致其失去平衡狀態(tài)則可以使腫瘤浸潤(rùn)Treg細(xì)胞的免疫抑制功能下降，進(jìn)而增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)。因此，李斌研究團(tuán)隊(duì)提出了通過打破腫瘤浸潤(rùn)Treg細(xì)胞的負(fù)反饋環(huán)路擾動(dòng)平衡，進(jìn)而調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫療效的全新觀點(diǎn)。
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是維持機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)的FOXP3+ CD4+ T細(xì)胞亞群，同時(shí)也是腫瘤微環(huán)境中構(gòu)建免疫抑制屏障的重要組成細(xì)胞1,2。已有研究表明，靶向腫瘤浸潤(rùn)的Treg細(xì)胞，誘導(dǎo)出其脆性狀態(tài)會(huì)顯著增強(qiáng)抗腫瘤免疫，脆性狀態(tài)的Treg（Fragile-like Regulatory T cells）通常伴隨著抑制功能下降，轉(zhuǎn)錄因子FOXP3表達(dá)下調(diào)，IFNγ等腫瘤殺傷性細(xì)胞因子分泌增加3,4。但目前有關(guān)脆性Treg細(xì)胞功能穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)機(jī)制尚不清楚，為開發(fā)靶向腫瘤組織Treg細(xì)胞的免疫療法帶來了挑戰(zhàn)。
本研究中，研究團(tuán)隊(duì)通過臨床樣本檢測(cè)與表達(dá)相關(guān)性分析，鑒定出了與腫瘤浸潤(rùn)Treg細(xì)胞功能密切相關(guān)的基因Ifitm3。Treg細(xì)胞特異性缺失IFITM3的小鼠顯示出更強(qiáng)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，且其腫瘤浸潤(rùn)Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槊庖咭种菩怨δ芟抡{(diào)、腫瘤殺傷性功能上調(diào)的脆性狀態(tài)。通過對(duì)IFITM3作用機(jī)制的深入研究，團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)IFITM3蛋白能夠與IFNγ信號(hào)通路中的JAK1/2-STAT1蛋白復(fù)合體結(jié)合，抑制STAT1蛋白的磷酸化從而抑制STAT1對(duì)下游基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。有趣的是，同樣作為IFNγ誘導(dǎo)產(chǎn)生的基因，STAT1也會(huì)反向調(diào)控Ifitm3的基因轉(zhuǎn)錄與蛋白表達(dá)。在Treg細(xì)胞中敲除Stat1后，IFITM3的轉(zhuǎn)錄水平與蛋白水平會(huì)明顯下調(diào)。這提示在腫瘤微環(huán)境中IFNγ的刺激下，STAT1與IFITM3在Treg細(xì)胞中形成一個(gè)相互調(diào)節(jié)的負(fù)反饋環(huán)路。當(dāng)STAT1表達(dá)增強(qiáng)時(shí)，IFITM3表達(dá)水平增高并反向抑制其表達(dá)，這樣的調(diào)控機(jī)制使兩個(gè)功能蛋白在Treg細(xì)胞內(nèi)維持著相對(duì)穩(wěn)定的表達(dá)狀態(tài)。
為了進(jìn)一步證明擾動(dòng)此負(fù)反饋環(huán)路對(duì)于腫瘤浸潤(rùn)Treg細(xì)胞功能穩(wěn)定性的影響，研究人員進(jìn)一步在Ifitm3條件性敲除小鼠 (CKO)，Stat1條件性敲除小鼠(SKO)，以及兩基因雙重條件性敲除小鼠 (DKO)中構(gòu)建皮下瘤移植模型。檢測(cè)結(jié)果顯示，與野生型（WT）小鼠相比，CKO小鼠與SKO小鼠腫瘤均顯著變小，且腫瘤浸潤(rùn)的Treg細(xì)胞均出現(xiàn)脆性特征，進(jìn)而增強(qiáng)了抗腫瘤反應(yīng)。而DKO的小鼠并沒有表現(xiàn)出抗腫瘤能力的下降，其腫瘤浸潤(rùn)的Treg細(xì)胞也沒有出現(xiàn)脆性狀態(tài)。
綜上，研究團(tuán)隊(duì)提出，STAT1-IFITM3反饋環(huán)路可能是Treg特異性抗腫瘤療法的一個(gè)潛在靶點(diǎn)。阻斷STAT1或IFITM3的表達(dá)能夠擾動(dòng)其環(huán)路的平衡，進(jìn)而導(dǎo)致Treg出現(xiàn)功能不穩(wěn)定的脆性狀態(tài)，而同時(shí)阻斷兩者則不會(huì)有此作用，提示對(duì)腫瘤浸潤(rùn)Treg細(xì)胞的功能調(diào)節(jié)依賴擾動(dòng)環(huán)路平衡而并不是徹底去除此環(huán)路。這為腫瘤浸潤(rùn)Treg細(xì)胞功能與穩(wěn)定性的研究提供了新的理論依據(jù)，也為臨床上以擾動(dòng)Treg細(xì)胞內(nèi)信號(hào)環(huán)路平衡作為增強(qiáng)抗腫瘤免疫治療靶點(diǎn)提供了新思路。
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所博士生劉鑫男，張煒奇，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院博士生韓逸超，上海市免疫學(xué)研究所及中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院博士后成浩，以及上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生化與分子生物學(xué)系博士生劉琪為本文的共同第一作者。中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院潘璠研究員，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院李鶴成主任醫(yī)師，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所李斌研究員為本文通訊作者。本研究得到國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)基金、上海市科委等項(xiàng)目資助，依托上海市免疫學(xué)研究所公共平臺(tái)、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院公共技術(shù)平臺(tái)、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院動(dòng)科部、賽業(yè)生物動(dòng)科部等平臺(tái)的技術(shù)支持。本研究還得到了廣東醫(yī)科大學(xué)黃功華教授，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所蘇冰教授，鄒強(qiáng)研究員，李華兵研究員，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院趙文毅副主任醫(yī)師，上海市免疫創(chuàng)新研究院魯林榮教授，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院童雪梅教授等合作實(shí)驗(yàn)室老師和同學(xué)們的大力支持與幫助。
