撰文
酶美
#肿瘤#
细胞毒性T细胞和NK细胞杀死病毒侵染的细胞和肿瘤细胞,它们通过FAS通路和穿孔素Perforin来诱导肿瘤细胞死亡。穿孔素毒素破坏肿瘤细胞质膜,胞外钙离子的流入诱导形成颗粒酶(granzymes)的内吞体进入肿瘤细胞。穿孔素还可在肿瘤细胞形成孔道,向其注入颗粒酶引起细胞死亡。细胞死亡可有多种方式:坏死、凋亡和焦亡。早期研究认为细胞毒性T细胞引起肿瘤细胞的程序性凋亡。年,邵峰老师的研究成果揭示了颗粒酶A可切割激活GasderminB,引发肿瘤细胞焦亡,重塑丰富了肿瘤免疫治疗的关键机制(BioArt文章:更新认识丨邵峰组Science报道细胞毒性淋巴细胞诱导细胞焦亡的机制)。同年,黄波教授报道了CAR-T细胞激活靶细胞Caspase-3并活化GasderminE诱导肿瘤细胞焦亡和炎症风暴(BioArt文章:亮点推荐
CAR-T疗法副作用或解决——黄波教授团队揭示CAR-T疗法引起炎症因子风暴的机理)。
00:15
视频:小于肿瘤细胞数倍T细胞在亲吻了肿瘤细胞一段时间之后,靶细胞发生了裂解,在培养基中PI染料进入裂解细胞。(来源:CR
RitterLab,Science一作推特)
肿瘤细胞作为“守”方,并不是束手就擒。细胞毒性淋巴细胞需要多轮攻击才能杀死肿瘤细胞。肿瘤细胞质膜破损之后,胞外钙离子的流入引导大量内吞体和溶酶体Exocytosis以修补质膜;同时可见ESCRT复合体被招募至破损处对质膜进行修补,研究表明ESCRT复合体延缓肿瘤细胞的坏死和焦亡(BioArt文章:Science丨科学家发现对抗焦亡的膜修复分子机器)。
4月22日,Science杂志在线发表了来自Genetech科学家AlexT.Ritter和IraMellman的研究,题为:ESCRT-mediatedmembranerepairprotectstumor-derivedcellsagainstTcellattack,研究对ESCRT复合体介导肿瘤细胞质膜修补应对T细胞进攻这一生物过程进行了再探索,揭示了抑制ESCRT提高肿瘤免疫杀伤效率的调控机制。
在体外杀伤T细胞和靶细胞共培养体系中,作者观察到质膜破损30-60秒内,ESCRT复合体组分Tsg和Chmp4被迅速招募至伤口处。通过三维冷冻电镜重构,作者重组了杀伤T细胞和肿瘤细胞在破损突触处动态超微结构:1)其中可见大量细胞间膜组分和其他物质存在于两细胞接触处;2)杀伤T细胞在接触时可见大量裂解颗粒、线粒体、高尔基体和中心粒分布在同侧细胞内;3)肿瘤细胞可见在接触处近端线粒体电子密度升高。遗憾的是,在捕获的三维冷冻电镜重构样品中未见穿孔素孔道的形成。光电联合实验显示破损结合处,可见大量的Chmp4B蛋白信号,部分Chmp4B信号和电镜下囊泡结构重合。
进一步,作者检查了抑制ESCRT复合体对T细胞杀伤的影响。他们通过CRISPR敲除Chmp4b表达和诱导过表达dominant-negativeVPS4aEQ来阻碍ESCRT的正常功能行使,再加入杀伤T细胞观察靶细胞死亡。T细胞杀伤效果在ESCRT抑制的靶细胞中最强。杀伤的增益效应在T细胞和靶细胞之间TCR-MHC的亲和力较弱时更明显。此外,作者还通过外源加入穿孔素和颗粒酶B来检查肿瘤细胞的杀伤效果,VPS4aEQ表达的肿瘤细胞更敏感。总结来说,通过抑制ESCRT的工作,延缓肿瘤细胞的质膜修补,可增强T细胞的杀伤效果。
总结来说,本文再次探索了T细胞杀伤中的关键过程,提供了ESCRT复合体封补肿瘤细胞质膜的细胞生物学证据,并揭示了抑制ESCRT功能可增敏T细胞杀伤效应。同期Science配发了专门评述:Resistingattackbyrepairingthedamage。
原文链接:
science.org/doi/10./science.abl