我們知道,細胞毒性T淋巴細胞(CTL)和自然殺傷(NK)細胞能通過釋放穿孔素和顆粒酶來殺死病毒感染的細胞和腫瘤細胞。穿孔素在靶細胞的質(zhì)膜上造成損傷,顆粒酶通過損傷孔洞進入細胞內(nèi)并誘導(dǎo)細胞凋亡。
然而,癌細胞善于利用各種策略來逃避免疫系統(tǒng)的追殺。近期,羅氏旗下基因泰克公司領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團隊確定了一種癌細胞通過修復(fù)膜損傷來抵抗T細胞攻擊的方法。
殺傷性T細胞(紅色)攻擊卵巢癌細胞(白色)的高分辨率電子顯微照片的數(shù)字重建。對T細胞的觀察揭示了T細胞試圖摧毀目標時其內(nèi)部結(jié)構(gòu)(細胞器)的位置。然而,癌細胞通過激活一種機制來封閉其質(zhì)膜上形成的孔洞以抵抗這種攻擊。(來源:Science)
簡單來說,他們發(fā)現(xiàn)癌細胞可以招募內(nèi)體分揀轉(zhuǎn)運復(fù)合物(ESCRT)蛋白來清除細胞膜損傷,從而防止顆粒酶進入。相關(guān)結(jié)果于4月21日作為Science封面論文發(fā)表。
先前的研究表明,ESCRT蛋白可以修復(fù)由細菌成孔毒素、機械損傷和激光消融引起的質(zhì)膜孔洞。該蛋白以Ca2+依賴的方式短暫地被招募到膜損傷部位,在那里它們組裝出芽(budding)結(jié)構(gòu),并脫落以消除損傷,恢復(fù)質(zhì)膜完整性。
在該研究中,利用活細胞成像,研究人員發(fā)現(xiàn)癌細胞招募ESCRT蛋白與T細胞造成損傷的時間和位置相匹配。在被殺傷性T細胞攻擊后,ESCRT蛋白準確地聚集在細胞溶解性突觸上,即T細胞與靶細胞結(jié)合并啟動殺傷過程的部位。
為了進一步驗證這一發(fā)現(xiàn),研究人員通過CRISPR技術(shù)敲除編碼ESCRT蛋白的基因(Chmp4b),或上調(diào)損害ESCRT功能的基因片段 {VPS4a E228Q (E228Q,Glu228 → Gln)} 的表達來抑制ESCRT。與對照細胞相比,ESCRT受到抑制的癌細胞被T細胞更有效地殺傷。
ESCRT抑制可增強癌細胞對重組裂解蛋白和CTL殺傷的敏感性。(來源:Science)
總之,這項研究證明ESCRT介導(dǎo)的穿孔素致孔的膜主動修復(fù)可能會限制顆粒酶對靶細胞的可及性,從而使得癌細胞能在細胞毒性攻擊下存活。這些發(fā)現(xiàn)為腫瘤細胞如何逃避免疫系統(tǒng)的靶向提供了新的見解,并可能有助于提高癌癥免疫療法,如PD-1/L1檢查點抑制劑和CAR-T細胞療法的療效。
基因泰克癌癥免疫學(xué)副總裁 Ira Mellman博士指出,盡管抑制ESCRT是增強T細胞對腫瘤細胞攻擊的一種有希望的策略,但目前尚不清楚如何通過藥物實現(xiàn)這一點,因為ESCRT蛋白對細胞分裂也至關(guān)重要。不過他懷疑該家族的一些成員可能只是膜修復(fù)所需要的,而對其他功能不產(chǎn)生影響。這或許提供了一條出路。
馬里蘭大學(xué)細胞生物學(xué)家Norma Andrews博士認為未來的研究還將探討其他細胞過程在修復(fù)膜損傷中的作用。
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