免疫|PNAS：癌細胞竟有“金鐘罩鐵布衫”！外衣|陽性|基因|金鐘罩|癌細胞

然而道高一尺，魔高一丈。迷惑T細胞的“幻術”已經被識破，但最近科學家們又發現了癌細胞的新招——“金鐘罩鐵布衫” ，這讓T細胞近不得身，就算有渾身解數也無處使。
近期來自美國紐約冷泉港實驗室癌癥中心、康奈爾大學醫學院愛德華·梅耶癌癥中心的Douglas T Fearon教授團隊于PNAS上發表研究成果[2] 。他們發現癌細胞披上“CXCL12-KRT19”外衣，就如同金鐘罩鐵布衫，阻擋T細胞進入腫瘤，從而使PD-1免疫療法無計可施。
事實上，大多數實體瘤的T細胞浸潤率都非常低，所以像針對T細胞的免疫檢查點一類的療法通常會無從下手。上述現象一般被認為是由于癌細胞對腫瘤微環境的改造，從而限制瘤內T細胞集聚，但還有一種免疫學觀點認為趨化因子/趨化因子受體系統亦能調控免疫細胞的流向[3] 。
此前有相關研究發現，在患有微衛星穩定型胰腺癌和結直腸癌的小鼠和病人中， CXCR4抑制劑AMD3100可以增強瘤內活化T細胞的集聚效應，并且科學家們注意到這些癌細胞表面覆蓋有CXCR4的配體蛋白CXCL12[4,5] ，所以科學家們推測這類癌細胞身上蘊藏著利用免疫趨化因子進行免疫逃逸的秘密。若能了解這類癌細胞究竟為何且如何披上了“CXCL12”的外衣，或許能順藤摸瓜找到腫瘤抑制T細胞浸潤且逃避T細胞免疫攻擊的秘密。
受此啟發， Fearon教授團隊將微衛星穩定型胰腺癌（MSS-PDA）、微衛星穩定型結直腸癌（MSS-CRC）和乳腺癌（BC）的病人切除的組織進行冷凍切片，觀察到組織中KRT19 （內皮細胞的特征蛋白）陽性的細胞同時也有CXCL12的陽性。他們經過提取分離，再用免疫手段應證，發現 CXCL12均與KRT19以共價結合的形式存在于在這些癌細胞中。
鑒于已有文獻觀察到CXCL12是覆蓋在細胞表面的，研究者們便找來會外露表達KRT19的SKBR2乳腺癌細胞系和Caco2結直腸癌細胞系，看細胞是否在表面覆蓋了CXCL12-KRT19結合物。通過共聚焦觀察發現， CXCL2、KRT19共定位于外泌細胞絲形成的網狀結構上，且不存在單陽性的現象。這說明，CXCL12可與KRT19共價結合成二聚體，并形成了網狀的細胞“外衣”結構。

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CXCL12與KRT19共價結合成二聚體，形成了網狀的細胞“外衣”
然而癌細胞無法憑空整出來一副“金鐘罩” ，細胞里定還有第三個蛋白酶負責促成這個二聚體結合物形成。
研究者們注意到了TGM2（人轉谷氨酰胺酶2）這個蛋白。在體外環境下， TGM2可以介導CXCL12-KRT19二聚體的形成，而加入TGM抑制劑ERW041E可以阻礙二聚體的形成。這說明了 TGM2是CXCL12-KRT19“外衣”的形成的關鍵。
憑借以上體外實驗，我們僅可猜測在實際治療中，通過干預KRT19和TGM2或可阻止CXCL12-KRT19“金鐘罩”的形成，促使T細胞“直搗”癌細胞老巢。
為了在體內驗證這個結論，研究者在小鼠皮下注射PDA癌細胞讓其形成腫瘤，以此作為疾病模型作進行實驗研究。如預想一般，研究者們觀察到腫瘤細胞覆蓋著CXCL12-KRT19“外衣” ，并且可以能夠分離沉淀下來CXCL12-KRT19的復合物。
然后研究者們將PDA癌細胞中的KRT19基因利用CRISPR/Cas9技術進行編輯，擁有完整KRT19基因的癌細胞的對照組可以觀察到KRT19和CXCL12蛋白的表達，而且瘤內幾乎看不到成熟的T細胞。編輯過的實驗組則看不到KRT19或CXCL12陽性的細胞，同時成熟的T細胞隨處可見。而且在編輯過的細胞中導入外源KRT19后，又可以觀察到對照組的實驗現象。以上說明，KRT19的缺位，導致CXCL12-KRT19 “外衣”消失，浸潤的T細胞增加，腫瘤生長更緩慢，也就驗證了對KRT19功能的猜想。