在肿瘤微环境中,免疫细胞的抗肿瘤活性受到葡萄糖、脂质和氨基酸代谢的变化影响。例如,CD8+T细胞的活化、增殖和细胞因子的分泌都与脂质代谢密切相关。脂质代谢异常时会加剧CD8+T细胞的衰竭,减损T细胞的抗肿瘤功能。磷脂是许多细胞类型中表达丰度较高的一种脂质,在免疫反应中发挥重要功能。
张毅团队通过脂质代谢组学研究发现,肿瘤浸润CD8+T细胞磷脂代谢异常,如磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺显著降低,而且磷脂磷酸酶1在肿瘤浸润CD8+T细胞中的表达显著下调。临床数据和实验结果表明,磷脂磷酸酶1缺陷的CD8+T细胞抗肿瘤功能明显受损。该研究团队构建了磷脂磷酸酶1基因编辑实验体,发现磷脂磷酸酶1缺陷增加了细胞中不饱和磷脂的合成,导致T细胞发生铁死亡,从而抑制T细胞抗肿瘤能力。
(图(左)PD-1通路激活,抑制PLPP1表达,进而导致T细胞发生铁死亡,抗肿瘤功能降低;图(右)PD-1单抗增强了PLPP1表达,从而提高T细胞抗肿瘤功能。)
此外,本研究还通过体外实验和动物实验发现了肿瘤浸润CD8+T细胞中磷脂磷酸酶1的降低是由PD-1(表达在CD8上的功能抑制分子)信号通路活化导致的,通过临床标本数据和单细胞测序验证CD8+T细胞中磷脂磷酸酶1表达水平与PD-1单抗治疗疗效正相关。
张毅告诉记者,如何通过改变磷脂磷酸酶1的表达提高免疫治疗效果,是未来研究的主要关注点。基于现有的研究结果,他们团队正在加速推进磷脂磷酸酶1靶向激动剂的筛选,预期该激动剂可通过增强磷脂磷酸酶1功能,恢复T细胞磷脂代谢状态,抑制T细胞铁死亡,进而增强T细胞抗肿瘤功能;同时,通过人源化小鼠实验验证过表达磷脂磷酸酶1的CAR-T细胞疗效的工作也在同步进行,希望通过后续的研究,能够找到有效改进现有免疫治疗疗效的临床策略。