原文轉自奇點網 如果要票選人體中最討厭的物質,我想膽固醇一定名列前茅。作為人體必需的物質,我們無法離開它,可是它卻總喜歡在人體中搞破壞,容易引發致命的心血管疾病不說,還會促進肝癌等癌症的發展。最近,休斯頓衛理研究所的華人科學家團隊揭露了高膽固醇的又一罪證。他們發現,高膽固醇會促進T細胞免疫檢查點的表達,使得T細胞更容易被抑制,而失去抗腫瘤功能。值得慶賀的是,該團隊也揭示了高膽固醇抑制T細胞的機制,並找到了拯救T細胞和促進免疫治療的潛在靶點。此外,他們還發現,他汀類藥物可以降低腫瘤中的膽固醇含量,減輕腫瘤對T細胞的抑制,促進免疫治療。相關研究發表在著名學術期刊《細胞代謝》上,論文的通訊作者是Qing Yi教授,第一作者是Xingzhe Ma和Enguang Bi兩位博士[1]。Qing Yi教授(圖源:houstonmethodist.org)其實在2016年時,科學家就發現膽固醇代謝會影響T細胞的抗腫瘤活性,相關文章發表在《自然》上[2]。2017年時,又有人發現膽固醇會作用於免疫細胞,促進乳腺癌的轉移和復發,相關論文發表在《自然通訊》上[3]。而到了2018年,Qing Yi教授團隊發現,膽固醇含量低的T細胞抗癌能力更強,而膽固醇含量高的T細胞抗癌能力更弱,相關研究發表在《實驗醫學雜誌》上[4]。這也讓Li教授開始對膽固醇在免疫細胞中的作用感興趣。於是,他的團隊繼續進行深入的調查。他們對腫瘤小鼠進行檢測發現,腫瘤組織中膽固醇含量要高於其他免疫器官。並且,免疫細胞的膽固醇含量越高,PD-1、LAG-3、TIM-3、2B4等免疫檢查點[5]的表達量就越高,細胞更容易凋亡,而細胞殺傷毒性和增殖能力則越低。這些證據表明,膽固醇可能具有免疫抑制的能力。
膽固醇含量與免疫檢查點的關係
研究人員設計實驗對這個猜想進行了驗證。他們發現,當膽固醇在T細胞中的積累時,會促進免疫檢查點基因的表達,也即增加T細胞上剎車的數量。而當將這些T細胞注射進入小鼠腫瘤後,就會受到明顯的免疫抑制。
隨後,他們又證實,小鼠腫瘤組織中的膽固醇含量要明顯高於其他組織,而且腫瘤組織中的膽固醇含量,足以促進免疫檢查點的表達,使得T細胞更容易被抑制。此外,研究人員還發現,人類結腸癌和骨髓瘤組織中,膽固醇的含量要高於正常組織。
以上實驗都證實,高膽固醇確實具有免疫抑制的能力。不過,高膽固醇為什麼會促進免疫檢查點的表達呢?
研究人員用不同濃度的膽固醇對T細胞進行處理,然後用基因芯片進行分析,發現高膽固醇會破壞脂質代謝網絡,這樣就給細胞造成了很大壓力,於是細胞的內質網做出脅迫響應,上調了一個內質網脅迫感受器——XBP1的表達。而這個XBP1感受器則會促進免疫檢查點的表達,使T細胞受到抑制[6]。
高膽固醇促進免疫抑制的機制
簡單來說,就是當T細胞感受到細胞內部有脅迫時,就會發出指令,關閉自身的免疫功能。而腫瘤正是利用T細胞的這種應激機制,通過高膽固醇在T細胞內製造脅迫,迫使其應付內亂,而無暇禦敵。
既然發現了內質網脅迫—XBP1通路會介導免疫抑制,那將這條通路阻斷,是否有助於解除免疫抑制呢?
於是,研究人員將內質網脅迫—XBP1通阻斷,發現能逆轉高膽固醇誘導的T細胞抑制。同時這也說明,抑制這條通路,具有增強免疫治療的潛力。
他們將小鼠腫瘤組織中的腫瘤浸潤T細胞提取出來,進行過繼性T細胞治療,並與XBP1抑製劑(STF)進行聯用,在肺癌小鼠中進行治療。實驗結果顯示,與對照組相比,聯用組的治療效果最好。與此相反,在T細胞中過表達XBP1,則會使其完全失去抗腫瘤能力。
XBP1抑製劑(STF)可以促進過繼性T細胞治療 黑點為腫瘤
阻斷內質網脅迫—XBP1通路可以促進免疫治療,那減少腫瘤中膽固醇含量是否有同樣的效果呢?
答案是肯定的。研究人員下調了癌細胞的膽固醇合成後,再用過繼性T細胞進行治療,發現進入腫瘤的T細胞PD-1等免疫檢查點的表達量更低,受到的抑制更下,而治療效果也更好。
不僅如此,當用辛伐他汀處理腫瘤小鼠後,再進行過繼性T細胞治療,發現與對照組相比,處理組小鼠腫瘤內的膽固醇含量更低,而T細胞的免疫檢查點表達也更低。這說明他汀可能具有促進免疫治療的作用。
他汀處理的小鼠中,T細胞剎車數量更少
這項研究證實了腫瘤能通過膽固醇抑制T細胞,並揭示內質網脅迫在其中發揮的重要作用,指出了一個可能促進免疫治療的作用靶點。
並且,本研究還證實,下調腫瘤微環境中的膽固醇水平,有助於解除T細胞的免疫抑制。這表明,他汀類藥物具有增強免疫治療效果的潛力。而這也進一步解釋了為什麼胖子抗癌能力差,免疫治療效果好的現象。
之前我們已經報導過他汀具有抗多種癌症的作用,而今,這個發現有可能進一步拓展了它在癌症治療領域的應用,造福於更多的患者。
參考文獻:
[1] Xingzhe Ma et al. Cholesterol Induces CD8+ T Cell Exhaustion in the Tumor Microenvironment. Cell Metabolism, 2019, 30, 1–14. Doi.org/10.1016/j.cmet.2019.04.002
[2 ] Baek AE, Yu YA, He S, et al. The cholesterol metabolite 27 hydroxycholesterol facilitates breast…
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