结直肠癌(CRC)是全球第三大确诊癌症,虽然近年来免疫治疗的发展使无数患者获益,但是,却仍有不少患者无法从免疫治疗中获益。其中一个很重要的原因,就是受限于肿瘤微环境中T细胞排斥或衰竭。
有许多途径会导致T细胞的表型和功能发生改变,其中,线粒体动力学被认为可以改变CD8+T细胞的命运。考虑到有丝分裂对上皮细胞和T细胞的潜在积极影响,通过促进有丝分裂来增强肿瘤微环境中的T细胞的适应性是癌症治疗的一个有吸引力的策略。然而,目前临床上尚无可行的诱导有丝分裂治疗癌症的方法。
德国法兰克福大学医院的研究人员将目光投向了尿石蛋白A(下称UA)。这是一种天然代谢物,由富含鞣花单宁的石榴、树莓等食物经肠道菌群代谢后产生。在人体中,随着年龄的增长,微生物群的变化会导致UA的产出减少,所以,老年人产生的UA通常不到年轻人的一半。
据报道,UA可以诱导体内有丝分裂吞噬,减缓衰老相关疾病的进展。UA在单细胞中具有免疫调节作用,减轻各种炎症的程度,并通过扩增调节性T细胞或阻断辅助性T细胞的浸润,对适应性免疫产生影响。研究人员假设,通过UA诱导线粒体吞噬有可能增强抗肿瘤免疫。
研究人员给每周注射一次致癌原的小鼠喂食含有UA的饮食(2.28g/kg),结果发现UA可显著降低肿瘤的发生率和肿瘤的大小(图1B-1D),并伴有CD3+T细胞向结肠粘膜的浸润增加(图1E和1F)。
为了验证UA的治疗潜力,研究人员给荷瘤小鼠补充UA,随后观察到肿瘤生长显著降低,CD8+T细胞浸润增强(图1L–1N)。而在缺乏成熟T细胞和B细胞的荷瘤小鼠身上,UA的保护作用被抵消(图10)。这表明UA诱导的肿瘤抑制需要依赖T细胞,同时,UA提高了肿瘤对PD-1阻断的敏感度,可与现有的免疫疗法产生协同作用。
进一步的研究显示,UA能通过激活线粒体自噬,促进线粒体的循环和更新,这样一来,T细胞中老化和受损的线粒体被清除掉,取而代之的是健康的线粒体。通过这一过程,T细胞的遗传程序被改变,促进了T记忆干细胞(TSCM)的扩增,从而为免疫系统提供活力十足的T细胞,诱导出强烈的抗肿瘤CD8+T细胞免疫。这解释了UA与免疫检查点阻断或过继性T细胞治疗相结合对癌症治疗的益处。
研究人员指出,UA诱导T细胞Pink1依赖性有丝分裂,是早期肠肿瘤发生过程中增强抗原呈递的重要机制。它通过双重机制促进适应性T细胞反应:增强肿瘤上皮中的抗原表达,直接影响T细胞命运。
研究团队表示,这项研究的重点不是肿瘤细胞,而是对抗癌症的天然防御系统。研究结果令人兴奋,因为对于目前仍缺少有效治疗方法的晚期结直肠癌来说,UA与现有的免疫疗法联合治疗,可能具有临床应用价值,有望改善结直肠癌和其它癌症的治疗。下一步将设计临床试验,以继续深入研究UA在临床中的应用。
参考文献:
Denk D, Petrocelli V, Conche C, et al. Expansion of T memory stem cells with superior anti-tumor immunity by Urolithin A-induced mitophagy[J]. Immunity, 2022.