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內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)T細(xì)胞抗腫瘤功能調(diào)控的研究進(jìn)展

2022-04-07 16:24王錚豪高亞鳳張連軍
關(guān)鍵詞:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)抑制劑調(diào)控

王錚豪,高亞鳳,張連軍,劉 暢

(1中國(guó)藥科大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,南京 211198;2中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院蘇州系統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究所,蘇州 215123)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是胞內(nèi)蛋白質(zhì)折疊、成熟和運(yùn)輸?shù)闹饕獔?chǎng)所。哺乳動(dòng)物約三分之一的新生多肽鏈需要經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的加工和轉(zhuǎn)運(yùn),故生理狀態(tài)下,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中分布著成千上萬(wàn)種不同狀態(tài)的多肽鏈和新生蛋白。為了確保蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)腔中有條不紊地進(jìn)行正常修飾、折疊和轉(zhuǎn)運(yùn),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)化出了強(qiáng)大的蛋白質(zhì)質(zhì)量控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可感知細(xì)胞的蛋白折疊負(fù)荷以及網(wǎng)腔中未折疊及錯(cuò)折疊的蛋白質(zhì),來(lái)調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)折疊能力和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白質(zhì)降解(endoplasmic reticulum associated degradation,ERAD)。在不利的細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境等多重因素的影響下,蛋白質(zhì)的正確折疊被阻滯或破壞,未折疊蛋白和錯(cuò)誤折疊蛋白在胞內(nèi)累積,誘發(fā)細(xì)胞強(qiáng)烈的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[1]。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,有3類(lèi)跨膜蛋白[2]:蛋白激酶RNA 樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(protein kinase RNA-like endoplasmic reticulum kinase,PERK)、肌醇需求酶1α(inositol-requiring enzyme 1 α,IRE1α)和活化轉(zhuǎn)錄因子 6(activating transcription factor 6,ATF6),它們作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的感受器[3],可以觸發(fā)未折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein response,UPR)來(lái)增強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白折疊能力,抑制新生蛋白的合成并促進(jìn)錯(cuò)折疊蛋白的降解,維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)。

T 細(xì)胞在胸腺發(fā)育成熟,先后經(jīng)歷CD4-CD8-雙陰性階段和CD4+CD8+雙陽(yáng)性階段,最后分化為成熟的CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞輸出到外周淋巴器官[4]。CD4+T細(xì)胞被抗原刺激激活,在特定條件下可以分化為T(mén)h1、Th2 和Th17 等細(xì)胞,進(jìn)而發(fā)揮不同免疫調(diào)節(jié)作用[5]。CD8+T細(xì)胞具有殺傷功能,在抗腫瘤免疫功能中發(fā)揮重要作用,它在激活并分化為效應(yīng)CD8+T 細(xì)胞后分泌穿孔素和顆粒酶殺傷腫瘤靶細(xì)胞,以及其他的細(xì)胞因子如IFNγ、TNFα等發(fā)揮抗腫瘤功能[6]。

眾多研究表明,腫瘤細(xì)胞發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激以提高內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)加工能力進(jìn)而滿(mǎn)足自身增殖和代謝需求,促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[7]。T 細(xì)胞在細(xì)胞內(nèi)外復(fù)雜因素的作用下,也會(huì)發(fā)生一定程度的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。低強(qiáng)度的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可以加強(qiáng)細(xì)胞對(duì)應(yīng)激的抵抗力和適應(yīng)性,促進(jìn)細(xì)胞存活;高強(qiáng)度的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激則會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞死亡[8]。T 細(xì)胞在不同的發(fā)育和分化階段,以及不同的微環(huán)境中,3 種感受器的激活狀態(tài)和下游信號(hào)通路的激活也不一樣,因此T 細(xì)胞受影響的程度也不盡相同。在T 細(xì)胞中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生與T細(xì)胞功能的調(diào)控密切相關(guān)。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展,對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激調(diào)控T細(xì)胞的抗腫瘤功能進(jìn)行論述。

1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)

免疫球蛋白結(jié)合蛋白(binding-immunoglobulin protein,BiP)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的一類(lèi)駐留蛋白,是Hsp70 伴侶蛋白家族中的一種。在正常生理情況下,BiP 與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的3 類(lèi)傳感器結(jié)合以抑制它們的激活。但是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí),BiP 與錯(cuò)折疊蛋白具有更高的親和力,因而從傳感器上解離下來(lái)。與BiP 解離的3 類(lèi)傳感器被激活,進(jìn)一步介導(dǎo)下游信號(hào)通路的活化[8]。

1.1 PERK信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)

PERK是真核翻譯起始因子2亞基α(eukaryotic translation initiation factor 2 subunit-α,eIF2α)的激酶,PERK 感應(yīng)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號(hào)后,迅速磷酸化eIF2α[2],以減少新生蛋白的合成來(lái)降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白折疊的負(fù)荷[9]。磷酸化的 eIF2α 抑制 5'帽依賴(lài)的翻譯來(lái)減少蛋白的合成[10],但是某些基因的mRNA 在其5'非編碼區(qū)中包含小的開(kāi)放閱讀框,可以繞過(guò)依賴(lài)于eIF2α 的翻譯區(qū),激活轉(zhuǎn)錄因子4(activating transcription factor 4,ATF4)就是其中之一[11]。ATF4 是一種應(yīng)激轉(zhuǎn)錄因子,參與細(xì)胞氨基酸代謝、蛋白質(zhì)合成、凋亡和自噬的調(diào)控[12]。一方面,ATF4 直接與促凋亡轉(zhuǎn)錄因子C/EBP 同源蛋白(pro-apoptotic transcriptional factor C/EBP homologous protein,CHOP)的啟動(dòng)子結(jié)合并激活其轉(zhuǎn)錄,誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡[13];另一方面,ATF4 通過(guò)上調(diào)蛋白磷酸酶 1(protein phosphatase 1,PP1)調(diào)控DNA 損傷誘導(dǎo)基因 34(DNA damage-inducible gene 34,GADD34),參與負(fù)反饋調(diào)節(jié)環(huán)路,使eIF2α 去磷酸化,以恢復(fù)蛋白合成[14]。

1.2 IRE1α信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)

3 種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激感受器中,IRE1α 在進(jìn)化上高度保守,在植物和酵母細(xì)胞中也都有發(fā)現(xiàn)[15]。IRE1α被激活后發(fā)生寡聚化和磷酸化[16],從而發(fā)揮激酶活性,切割胞漿中X-box 結(jié)合蛋白1(X-boxbinding protein 1,XBP1)mRNA 內(nèi)含子上的 26 個(gè)核苷酸片段[17],這一過(guò)程導(dǎo)致 XBP1 轉(zhuǎn)錄水平活化(spliced XBP1,XBP1s),XBP1s 可以上調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中與蛋白易位、折疊和分泌相關(guān)的基因,以及降解錯(cuò)誤折疊蛋白基因的表達(dá)[2]。其中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)降解增強(qiáng)α-甘露糖苷酶樣蛋白(ER degradation-enhancing αmannosidase-like protein,EDEM)是定位在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的一類(lèi)跨膜蛋白,其蛋白水平依賴(lài)于IRE1α/XBP1s 通路的調(diào)控。EDEM 通過(guò)將錯(cuò)折疊蛋白靶向到ERAD進(jìn)行降解,從而降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白折疊負(fù)荷[18]。同時(shí),ERAD 相關(guān)組成蛋白的上調(diào)也受到XBP1s的調(diào)控,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激條件下降解錯(cuò)折疊蛋白以維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)質(zhì)量控制[1]。DNAJB9[DnaJ Heat Shock Protein Family(Hsp40)Member B9]、DNAJB11(DnaJ Hsp40 Member B11)以 及DNAJC3(DnaJ Hsp40 Member C3)都是定位在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的蛋白,并且受到XBP1s 的激活和調(diào)控,顯示出HSP40 樣ATP 酶活性來(lái)增強(qiáng)HSP70 伴侶蛋白家族的功能,促進(jìn)蛋白質(zhì)的正確折疊[19]。此外,IRE1α還通過(guò)受調(diào)控的IRE1依賴(lài)性衰減(regulated IRE1- dependent decay,RIDD)來(lái)切割 mRNA 和前體microRNA,誘導(dǎo)其降解[20],降低翻譯負(fù)荷。

1.3 ATF6信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)

在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激條件下,ATF6 會(huì)轉(zhuǎn)位到高爾基體,在高爾基體被位點(diǎn)1 蛋白酶(site-1 protease,S1P)和位點(diǎn)2 蛋白酶(site-2 protease,S2P)切割,釋放出N 端具有轉(zhuǎn)錄活性的片段ATF6P50 發(fā)揮作用[21-22]。 ATF6P50 受 到 XBP1s 的 協(xié) 同 調(diào) 控[23],ATF6P50 進(jìn)入細(xì)胞核后,可以調(diào)控編碼內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中能夠促進(jìn)蛋白轉(zhuǎn)位、折疊、成熟和分泌相關(guān)伴侶蛋白和酶的基因轉(zhuǎn)錄[24],其中大多數(shù)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留伴侶蛋白(例如BiP)、幫助蛋白質(zhì)二硫鍵形成的PDI(protein disulfide isomerase)和 ERAD 相關(guān)蛋白組件,以恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)折疊功能[25]。

2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)T細(xì)胞抗腫瘤功能的調(diào)控

2.1 PERK對(duì)T細(xì)胞抗腫瘤功能的調(diào)控

許多研究表明,PERK 通路的激活會(huì)抑制T 細(xì)胞的抗腫瘤功能。研究表明,卵巢癌臨床患者腫瘤組織浸潤(rùn)的CD8+T 細(xì)胞PERK 通路活化,隨后ATF4 表達(dá)的升高上調(diào)細(xì)胞中 CHOP 的表達(dá)[26]。CHOP可以直接結(jié)合到TBX21啟動(dòng)子上,從轉(zhuǎn)錄水平抑制TBX21 的表達(dá)。TBX21 作為T(mén) 細(xì)胞功能的主要調(diào)節(jié)因子之一,可以調(diào)控IFNγ的表達(dá)和分泌。抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生或者阻斷CHOP 的表達(dá)可以顯著改善CD8+T 細(xì)胞的抗腫瘤功能,同時(shí)可增強(qiáng)T細(xì)胞活化、增殖和存活的相關(guān)信號(hào)。

Hurst 等[27]研究發(fā)現(xiàn),腫瘤浸潤(rùn)的 CD8+T 細(xì)胞表現(xiàn)出強(qiáng)烈的PERK 通路激活,通過(guò)活化的PERK/CHOP/ERO1α 信號(hào)軸導(dǎo)致線粒體活性氧(mitochodrial reactive oxygen species,mtROS)和 PD-1 表達(dá)升高,最終導(dǎo)致瘤內(nèi)浸潤(rùn)的CD8+T 細(xì)胞耗竭。這提示PERK通路的激活會(huì)促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的耗竭,降低其抗腫瘤免疫功能。由于mtROS 的累積會(huì)引發(fā)CD8+T細(xì)胞的耗竭,基于他們PERK通路的抑制會(huì)降低 CD8+T 細(xì)胞 mtROS 的水平,Hurst 等[27]給荷瘤小鼠灌胃PERK 抑制劑1 周后,發(fā)現(xiàn)瘤內(nèi)浸潤(rùn)C(jī)D8+T 細(xì)胞的mtROS 水平顯著降低,同時(shí)瘤內(nèi)浸潤(rùn)C(jī)D8+T 細(xì)胞數(shù)量顯著上升。由于他們發(fā)現(xiàn)PERK 通路活化上調(diào)CD8+T 的PD-1,故他們將PERK 抑制劑和PD-1 抑制劑聯(lián)合給荷瘤小鼠灌胃,發(fā)現(xiàn)聯(lián)合用藥的小鼠的腫瘤生長(zhǎng)比單獨(dú)PERK抑制劑或單獨(dú)PD-1 抑制劑給藥的小鼠更加緩慢,且聯(lián)合給藥組的小鼠生存率可達(dá)100%,顯著高于單獨(dú)PD-1抑制劑給藥組的28%。

調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(regulatory T cells,Treg)是CD4+T細(xì)胞的一個(gè)亞群,在保持免疫系統(tǒng)對(duì)外源抗原和自身抗原的反應(yīng)平衡起著重要調(diào)節(jié)作用[28]。有研究發(fā)現(xiàn)[29],在毒胡蘿卜素誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激條件下,Tregs 中 PERK 通路被激活,上調(diào)下游 p-eIF2α和ATF4 信號(hào)分子,使得Tregs 受TCR 刺激后活性增強(qiáng),導(dǎo)致 IL-10 和 TGF-β 合成和分泌增加,最終具有更強(qiáng)的免疫抑制功能。

因此,PERK 信號(hào)通路在T 細(xì)胞中的激活對(duì)T細(xì)胞的抗腫瘤功能的發(fā)揮是不利的。通過(guò)藥物抑制PERK在T細(xì)胞中的激活可以有效改善T細(xì)胞的抗腫瘤功能,這也成為免疫治療的一個(gè)潛在靶點(diǎn),具有深入研究的價(jià)值。

2.2 IRE1α對(duì)T細(xì)胞抗腫瘤功能的調(diào)控

近期研究顯示,IRE1α/XBP1 通路能夠調(diào)控T細(xì)胞的抗腫瘤免疫。Song 等[30]報(bào)道,在卵巢癌患者的腹水中,T 細(xì)胞中XBP1s水平顯著上調(diào)。進(jìn)一步研究表明,卵巢癌患者腹水可抑制CD4+T 細(xì)胞表面的葡糖轉(zhuǎn)運(yùn)體,阻礙葡萄糖的攝取,細(xì)胞內(nèi)過(guò)低的葡萄糖水平會(huì)抑制己糖胺途徑,導(dǎo)致蛋白質(zhì)的N-糖基化修飾顯著減少,因而誘發(fā)IRE1α/XBP1通路的活化。XBP1s 通過(guò)增強(qiáng)ERAD 介導(dǎo)的谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)體降解,減少CD4+T 細(xì)胞表面的谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)體,抑制T細(xì)胞線粒體呼吸所需的谷氨酰胺的流入,進(jìn)而抑制T 細(xì)胞內(nèi)IFNγ 的合成,最終降低T細(xì)胞的抗腫瘤功能。抑制IRE1α/XBP1信號(hào)軸的激活,或者提高谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)可以顯著提高T細(xì)胞的線粒體呼吸和抗腫瘤能力。

此外,Ma 等[31]發(fā)現(xiàn)浸潤(rùn)到小鼠黑色素瘤組織的CD8+T 細(xì)胞表面耗竭標(biāo)志物PD-1、TIM-3與T 細(xì)胞內(nèi)累積的膽固醇量呈現(xiàn)正相關(guān)性。芯片分析表明膽固醇的積累誘發(fā)CD8+T 細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,上調(diào)XBP1s 的表達(dá)。他們發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的XBP1s 能夠提高PD-1 和2B4 的水平,誘導(dǎo)CD8+T 細(xì)胞耗竭。使用藥物抑制CD8+T 細(xì)胞的XBP1s,或者利用他汀類(lèi)藥物降低細(xì)胞中的膽固醇積累則能顯著提高CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤功能。

因此,控制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激或者靶向抑制IRE1α/XBP1信號(hào)通路可能有助于恢復(fù)腫瘤浸潤(rùn)T細(xì)胞的代謝適應(yīng)性和抗腫瘤能力。

2.3 ATF6對(duì)T細(xì)胞抗腫瘤功能的調(diào)控

與 PERK 和 IRE1α 不同的是,ATF6 對(duì) T 細(xì)胞的調(diào)控功能鮮有報(bào)道。Wu 等[24]發(fā)現(xiàn) ATF6 敲除并不影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白基礎(chǔ)表達(dá),也不干擾胚胎期和出生后小鼠的發(fā)育。與此形成鮮明對(duì)比的是,IRE1α 敲除或者XBP1s 敲除都是胚胎致死性的[32]。但是隨著研究的深入,ATF6 的功能被逐漸報(bào)道。在腸道上皮細(xì)胞中,ATF6 總蛋白量和被剪切的活性N 端片段的增加被證明可以促進(jìn)腸道微生物的生態(tài)失調(diào)和微生物依賴(lài)性結(jié)直腸癌的發(fā)生[33]。在急性肝損傷早期,ATF6 信號(hào)促進(jìn)巨噬細(xì)胞來(lái)源的IL-1α 生成參與肝纖維化形成[34]。在髓系細(xì)胞中,ATF6 的敲除可以特異性抑制多形核MDSCs(PMN-MDSCs)而不是單核細(xì)胞樣MDSCs(M-MDSCs)的免疫抑制活性,降低了PMN-MDSCs在腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制作用,進(jìn)而抑制腫瘤的生長(zhǎng)[35]。但是,ATF6 是否調(diào)控 T 細(xì)胞的發(fā)育和功能尚未被報(bào)道,這將會(huì)是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激調(diào)控T細(xì)胞功能的一個(gè)新領(lǐng)域,值得研究者們的深入挖掘。

3 藥物靶向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激提高T細(xì)胞功能

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與糖尿病和多種器官纖維化的病理進(jìn)程,癌細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生也會(huì)加速腫瘤進(jìn)展,因此針對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激已經(jīng)有多種抑制劑被開(kāi)發(fā)和報(bào)道[36]。由于T 細(xì)胞發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激會(huì)損害其抗腫瘤功能,因此抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激來(lái)恢復(fù)T細(xì)胞功能的研究也已經(jīng)有所進(jìn)展。PERK 抑制劑GSK2606414的使用可以促進(jìn)T細(xì)胞在小鼠體內(nèi)的存活,緩解T 細(xì)胞耗竭,提高PD-1 抗體的抗腫瘤療效[27]。IRE1α 在自身磷酸化后發(fā)揮核糖核酸內(nèi)切酶的活性,剪切XBP1的mRNA。因此,針對(duì)IRE1α的磷酸酶和內(nèi)切酶的活性,研究者們開(kāi)發(fā)出了針對(duì)不同靶點(diǎn)的抑制劑。4μ8C 和STF-083010 均能抑制IRE1α 內(nèi)切酶的活性,導(dǎo)致下游XBP1s 功能失活。IRE1α 的抑制劑被報(bào)道可以抑制由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘發(fā)的肝脂肪變性[37],在腫瘤微環(huán)境中抑制巨噬細(xì)胞向 M2 型分化,減緩腫瘤進(jìn)展[38]。在 T 細(xì)胞中,Song 等[30]利用 4μ8C 抑制 IRE1α,顯著改善了暴露于卵巢癌腹水的人CD4+T 細(xì)胞的抗腫瘤功能。而STF-083010 被報(bào)道可以降低荷瘤小鼠腫瘤浸潤(rùn) CD8+T 細(xì)胞 XBP1s、PD-1 和 2B4 的表達(dá),有效減輕腫瘤負(fù)荷,提高CD8+T細(xì)胞抗腫瘤功能。

自第一個(gè)靶向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的藥物硼替佐米用于臨床以來(lái)[39],越來(lái)越多的化合物被研究發(fā)現(xiàn)能夠針對(duì)特定的信號(hào)通路發(fā)揮作用。然而,盡管這些藥物(例如GSK2656157)在臨床前實(shí)驗(yàn)中能夠觀察到較好的腫瘤抑制作用,但是由于它們的靶向性較差,無(wú)差別抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)信號(hào)通路會(huì)損害一些蛋白合成需求較大的分泌細(xì)胞的功能如胰島β 細(xì)胞[40]。研究發(fā)現(xiàn),這種損傷的發(fā)生是由1 型干擾素介導(dǎo)的,抑制1 型干擾素受體的激活可以有效緩解PERK 抑制劑帶來(lái)的胰腺功能損傷[41]。在臨床上,1 型干擾素受體抑制劑被用于治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者,但是還沒(méi)有將兩種藥物聯(lián)合使用的報(bào)道出現(xiàn)。如果在PERK 抑制劑使用的同時(shí)給予1 型干擾素受體抑制劑,有效緩解PERK 抑制劑對(duì)胰腺細(xì)胞的不良反應(yīng)的話,這將是加快靶向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激藥物的臨床推進(jìn)的一大助力。

4 生物鐘和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

哺乳動(dòng)物為了適應(yīng)晝夜變化,進(jìn)化出完整的生物鐘系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)體的生理活動(dòng),故時(shí)鐘基因在各種組織細(xì)胞中均有表達(dá)[42]。盡管如此,生物鐘在T 細(xì)胞中的研究相對(duì)較少。近年來(lái)有報(bào)道,CD8+T 細(xì)胞可以通過(guò)生物鐘來(lái)調(diào)控接種疫苗后的免疫反應(yīng)[43]。在EAE 模型中,PERK/p-eIF2α/ATF4通路活化能夠促進(jìn)CD4+T 細(xì)胞向TH17 細(xì)胞分化[44]。有趣的是,TH17 細(xì)胞的分化調(diào)控也受到生物鐘網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)[45],故生物鐘網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)T細(xì)胞分化與功能的調(diào)控可能有平行的部分。

在T 細(xì)胞以外,生物節(jié)律通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激PERK 通路的激活介導(dǎo)肝臟衰老[46],NIH-3T3 細(xì)胞通過(guò)ATF4 依賴(lài)的方式抑制晝夜節(jié)律和生物鐘控制基因的轉(zhuǎn)錄[47]。另一方面,生物鐘紊亂被報(bào)道與多種癌癥的發(fā)生密切相關(guān)[48]。腫瘤發(fā)生時(shí),T細(xì)胞中Per(period)基因家族表達(dá)的降低與腫瘤的進(jìn)展呈現(xiàn)正相關(guān)性[48]。腫瘤微環(huán)境浸潤(rùn)T 細(xì)胞的IRE1α被高度激活后,Per1基因編碼的mRNA 受到IRE1α核酸內(nèi)切酶的切割而失去活性[49];Per2時(shí)鐘基因的啟動(dòng)子區(qū)域也被發(fā)現(xiàn)存在XBP1s 的結(jié)合位點(diǎn)[50],提示著 Per2 的轉(zhuǎn)錄也可能受到 XBP1s 的調(diào)控。在耗竭T細(xì)胞中,Per2等時(shí)鐘基因的表達(dá)降低伴隨著免疫抑制分子如 PD-1,CTLA-4 的升高[51]。除了 IRE1α 通路以外,PERK 通路下游的 ATF4 也可以與Per2 啟動(dòng)子區(qū)域的ATF4 基序結(jié)合,調(diào)控Per2 基因的轉(zhuǎn)錄[52]。因此,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激被調(diào)控的同時(shí),可能對(duì)生物鐘相關(guān)的基因表達(dá)也會(huì)產(chǎn)生影響。靶向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的IRE1α 和PERK 信號(hào)通路,來(lái)調(diào)控Per1 和Per2 的表達(dá),具有恢復(fù)腫瘤浸潤(rùn)T細(xì)胞生物節(jié)律的潛力,或許可以借此改善T細(xì)胞抗腫瘤免疫功能。目前,人們對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與生物鐘之間的交互作用對(duì)T 細(xì)胞抗腫瘤功能的調(diào)控知之甚少,相關(guān)的機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

5 討論和展望

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激已在許多癌癥中被證實(shí)參與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。腫瘤微環(huán)境低氧、低糖、低pH 和氧化應(yīng)激等不利因素,以及腫瘤細(xì)胞自身過(guò)度的蛋白質(zhì)合成需求誘發(fā)腫瘤細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,激發(fā)腫瘤細(xì)胞適應(yīng)性的未折疊蛋白反應(yīng)和強(qiáng)大的增殖潛力,加快腫瘤的生長(zhǎng)[53]。然而,腫瘤微環(huán)境這些不利的因素誘發(fā)T 細(xì)胞內(nèi)強(qiáng)烈而持久的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,加劇T細(xì)胞的耗竭,減少細(xì)胞因子的分泌,進(jìn)而損害T 細(xì)胞的抗腫瘤免疫功能。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和生物節(jié)律的協(xié)同調(diào)控下,T細(xì)胞能夠更好地發(fā)揮其抗腫瘤免疫功能。利用藥物靶向抑制T 細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)通路,一方面可以直接改善T細(xì)胞內(nèi)部的應(yīng)激環(huán)境,另一方面也能通過(guò)調(diào)控T細(xì)胞的時(shí)鐘基因,緩解T細(xì)胞耗竭,增強(qiáng)抗腫瘤功能。因此,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的靶向藥物有著廣闊的臨床應(yīng)用前景。但在非腫瘤模型中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生對(duì)T細(xì)胞有著不一樣的調(diào)控作用。在急性感染模型中,IRE1α/XBP1s 信號(hào)軸的激活有助于終末效應(yīng)CD8+T細(xì)胞的分化[54]。這意味著在不同背景下,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)T 細(xì)胞的功能調(diào)控需要重新評(píng)估。由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)的保守性,各種細(xì)胞都會(huì)受到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的調(diào)控。研究腫瘤微環(huán)境中浸潤(rùn)的各類(lèi)細(xì)胞對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激調(diào)控信號(hào)的響應(yīng),而不僅僅是T細(xì)胞,對(duì)未來(lái)免疫療法的改善具有深遠(yuǎn)的意義。

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