在過去10年中,癌癥免疫療法研究有了重大發(fā)展,其原理是利用機體的免疫系統(tǒng)來對抗腫瘤細胞,增強免疫細胞(如B細胞、T細胞、抗原呈遞細胞)識別抗原,產(chǎn)生特異性免疫應答和解除免疫逃逸的能力。目前,比較知名的靶點有CTLA-4、PD-1/PD-L1等。
事實上,來自免疫細胞的小代謝物在某些組織中也大量存在,許多代謝物可能具有尚未被了解的信號傳遞和免疫靶點潛能。
11月3號,在Nature發(fā)表的一篇研究中,來自日本橫濱理化研究所和京都大學的研究團隊發(fā)現(xiàn)B細胞可以釋放γ-氨基丁酸代謝物(GABA,一種廣為人知的神經(jīng)遞質(zhì)分子),GABA促進單核細胞分化成抗炎巨噬細胞以分泌白細胞介素-10(IL-10),從而抑制抗腫瘤的CD8 T細胞反應。這種B細胞分泌的GABA為癌癥免疫治療指出了新的發(fā)展方向。
首先,研究人員用抗原攻擊正常野生型(WT)小鼠之后,發(fā)現(xiàn)在免疫部位附近的淋巴結(jié)(一種富含免疫細胞的組織)中,約有200種代謝物的水平顯著不同,特別是與谷氨酸(分泌GABA的上游分子)通路系統(tǒng)激活相關(guān)的代謝物。而對于免疫細胞缺陷(B細胞和T細胞)的小鼠,研究人員發(fā)現(xiàn)免疫后主要的代謝變化發(fā)生在B細胞中,其B細胞上調(diào)的主要代謝物是GABA。
正常WT小鼠淋巴結(jié)中豐度顯著不同的代謝物的通路分析;免疫缺陷小鼠淋巴結(jié)中代謝物和GABA的水平分析(來源:Nature)
當B細胞通過B細胞受體(BCR)檢測到抗原片段時,它們就會合成和分泌GABA。GABA可以結(jié)合并激活附近免疫細胞上的A型GABA受體(GABAA-Rs),如巨噬細胞和CD8 T細胞。這打開了受體中的離子通道,降低了細胞內(nèi)鈣離子和氯離子的水平。這些變化抑制了免疫細胞中的炎癥通路和免疫細胞的增殖,并能促進抗炎通路,從而阻礙機體的抗腫瘤免疫反應。
小鼠和人類的B細胞合成并分泌GABA(來源:Nature)
在結(jié)腸癌小鼠模型中,給予B細胞缺陷小鼠GABA會降低CD8 T細胞在腫瘤中的浸潤,并減少細胞毒性和炎癥分子的產(chǎn)生。相反,在給予picrotoxin(GABAA受體特異性抑制劑)的對照組動物中,腫瘤大小減小,腫瘤浸潤性CD8 T細胞的細胞毒性增加。
GABA除了抑制CD8 T細胞反應,在腫瘤相關(guān)巨噬細胞方面也有作用。B細胞缺陷小鼠中的腫瘤相關(guān)巨噬細胞與對照組小鼠中的腫瘤相關(guān)巨噬細胞相比,其促炎通路表達增強;如果給予B細胞缺陷的小鼠GABA,這些通路表達就會減少。此外,從補充picrotoxin的野生型小鼠中分離出的腫瘤相關(guān)巨噬細胞顯示與鈣信號和炎癥細胞因子相關(guān)基因的表達增加。
來源:Nature
終末,研究人員構(gòu)建了B細胞不表達GAD67(即GABA缺陷)的小鼠。植入這些小鼠體內(nèi)的腫瘤細胞生長減緩,與B細胞表達GAD67的對照組動物的腫瘤細胞相比,前者的腫瘤浸潤CD8 T細胞顯示出更強的細胞毒性和促炎特性。
來源:Nature
總的來說,此項研究證明了B細胞分泌的GABA可以激活抗炎巨噬細胞,并通過GABAA受體抑制CD8 T細胞的抗腫瘤反應。作者認為,未來有必要研究B細胞分泌的GABA可治療的腫瘤類型,以及這種調(diào)節(jié)是否發(fā)生在骨髓、淋巴結(jié)和腫瘤微環(huán)境中;此外,對免疫細胞GABAA受體的藥理學抑制的進一步研究將非常有意義。
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