治療誘導的衰老癌細胞通過促進核糖蛋白1依賴性PD-L1上調促進癌癥進展

欄目:最新研究動態(tài) 發(fā)布時間:2025-03-11
研究證明衰老的癌細胞會通過促進PD-L1 的轉錄和糖基化來提高其水平,核糖蛋白1 是癌癥衰老過程中PD-L1 糖基化的關鍵調節(jié)因子......

傳統(tǒng)化療和放療誘導的癌癥衰老以增殖不良、耐藥性和衰老相關的分泌表型為特征,因導致癌癥復發(fā)和形成免疫抑制性腫瘤微環(huán)境而備受關注。然而,癌癥衰老與抗腫瘤免疫之間的關聯(lián)尚未完全明了。在這里,作者證明衰老的癌細胞會通過促進PD-L1 的轉錄和糖基化來提高其水平。本研究證明核糖蛋白是癌癥衰老過程中PD-L1 糖基化的關鍵調節(jié)因子。通過ER-溶酶體相關降解途徑,核糖體蛋白1可降低PD-L1的升高水平,從而增加衰老癌細胞對T細胞介導的殺傷的敏感性。通過降低PD-L1 水平并提高細胞毒性淋巴細胞的活性,核糖體的消耗可抑制雄性小鼠的腫瘤生長。此外,核糖蛋白1靶向或抗PD-1療法可減少照射腫瘤中衰老癌細胞的數(shù)量,并通過激活細胞毒性T淋巴細胞抑制癌癥復發(fā)。該研究于20251月發(fā)表在Nature Communications》,IF14.7。

技術路線:

主要研究結果:
1. 癌細胞衰老通過增加 PD-L1 降低 T 細胞易感性

在常規(guī)癌癥治療后,當腫瘤體積縮小時,免疫抑制性 TME 很可能會得到緩解。這就提出了一個問題:衰老的癌細胞如何才能躲避 T 細胞的直接攻擊,并在沒有免疫抑制 TME 的支持下長期存在?從合成 OT 細胞殺傷試驗中發(fā)現(xiàn),治療誘導的衰老癌細胞不易受到 T 細胞的監(jiān)視。通過電離輻射(IR)照射誘導表達 OVA  B16F10 小鼠黑色素瘤球體和細胞衰老,將這些衰老的癌細胞和球形細胞與從 OT-1 小鼠脾細胞擴增而來的 OT 細胞共同培養(yǎng)。評估這些腫瘤球體內的 T 細胞浸潤情況(圖 1a),并測量癌細胞中的 Caspase-3 活性(圖 1b )。與對照組(Cont)相比,表達 OVA  B16F10 癌細胞球體與 IR 誘導的癌癥衰老(IR-CS)相比,OT 細胞浸潤減少(圖 1a_IR-CS),OVA 表達的 B16F10 細胞在 OT 細胞殺傷試驗中顯示出較低的 caspase-3 活性(圖 1b_IR-CS),這表明衰老的癌細胞已經獲得獨立于 TME 的逃避 T 細胞監(jiān)控的能力。

眾所周知,癌細胞會通過過度表達免疫檢查點蛋白來逃避 T 細胞的監(jiān)控29 ,而最近的報道表明,PD-L1 介導的 T 細胞功能障礙可能是衰老過程中的一個重要機制。事實上,PD-L1 水平在 IR 誘導的衰老球和 H460 細胞中上調(圖 1c、d)。進一步研究其他類型應激誘導的癌細胞衰老中 PD-L1 的表達發(fā)現(xiàn)在多柔比星(DNA 損傷應激;Doxo-CS)(圖 1e)或 PTEN 缺失(非 DNA 損傷應激;PTEN-loss-CS)誘導的癌細胞衰老中,PD-L1 的表達顯著增加(圖 1f 和補充圖 1c_PTEN-loss-CS)。此外,在其他類型的癌細胞中,包括 A549 肺癌、U2OS 骨肉瘤、H1299 肺癌和 HCT116 結腸癌細胞中,也觀察到紅外暴露誘導細胞衰老后 PD-L1 表達增加(圖 1g)。在 PD-L1 基礎表達較低(A549  U2OS)和較高(H1299  HCT116)的細胞中,IR 都能增加 PD-L1 的表達。這些發(fā)現(xiàn)表明,癌細胞衰老通常會提高 PD-L1 水平,使衰老的癌細胞能夠逃避 T 細胞的監(jiān)控。

先前的研究表明,放療和化療可在治療后早期因 DNA 損傷和其他細胞應激而提高 PD-L1 的轉錄水平。與之前的報道一致,PD-L1 mRNA 水平在紅外照射后兩天內逐漸增加 6 倍。值得注意的是,在紅外暴露后的第四天,當細胞衰老變得明顯時,PD-L1 mRNA 水平激增至 80 倍(見圖 1h)。這意味著 PD-L1 mRNA 的增加可能在衰老晚期更為明顯,而不僅僅是紅外暴露的結果。為研究獨立于紅外誘導的 PD-L1 mRNA 上調而擴大 PD-L1 表達的潛在機制,作者在內源性 PD-L1 基因敲除條件下使用 pCI-neo-PD-L1 野生型(WT-Flag 質粒。該質粒的啟動子不受紅外誘導應激的影響,因此可以驗證細胞衰老對 PD-L1 的翻譯后調控(圖 1i)。有趣的是,癌癥衰老會顯著提高外源性 PD-L1 的水平,而 PD-L1 的轉錄調控卻不會影響這一水平。此外,在用環(huán)己亞胺(CHX)處理的衰老癌細胞中,PD-L1 蛋白的半衰期明顯延長(圖 1j),這表明癌癥衰老可能會增強 PD-L1 蛋白的穩(wěn)定性。這些結果表明,轉錄調控和翻譯后調控可能協(xié)同導致衰老癌細胞中的 PD-L1 水平升高。

1.癌細胞衰老通過增加PD-L1 降低細胞的易感性
2. 癌癥衰老會影響糖基化,而糖基化對 PD-L1 的穩(wěn)定和膜運輸至關重要

PD-L1 通過細胞內轉運系統(tǒng)經由 ER 和高爾基體轉運至細胞膜。在功能上,由于與 PD-1 的結合發(fā)生在細胞膜上,因此大量與膜結合的 PD-L1  T 細胞抑制至關重要。作者仔細研究PD-L1IR-CSDoxo-CSPTEN缺失-CS細胞中的胞內定位,發(fā)現(xiàn)與對照細胞相比,衰老癌細胞的ER、高爾基體和細胞膜上的PD-L1信號明顯增加(圖2a;白色箭頭表示ER的位置,黃色箭頭表示細胞膜的位置,青色箭頭表示高爾基體的位置),表明衰老癌細胞中上調的PD-L1在細胞內主動轉運至細胞膜。流式細胞分析證實,衰老細胞中與膜結合的 PD-L1 數(shù)量大幅增加(圖 2b_IR-CS)。為測量細胞膜上能夠與其受體 PD-1 結合的功能性 PD-L1 的數(shù)量,使用重組 PD-1-FC 蛋白進行結合試驗。結果顯示,與對照組相比,衰老癌細胞中 PD-L1  PD-1-FC 的結合率明顯更高(圖 2c_PD-1-FC 綠色)。這些結果表明,癌細胞衰老可以激活上調的 PD-L1 的轉運,從而大大提高細胞表面功能性 PD-L1 的水平。

最近的報道表明,細胞衰老過程中蛋白質糖基化譜發(fā)生顯著變化,因此重點研究癌細胞衰老與 PD-L1 糖基化之間的關系。為確定衰老癌細胞中 PD-L1 糖基化的關鍵調控因子,作者研究了紅外誘導衰老癌細胞產生的微陣列數(shù)據(jù)集中糖基轉移酶及其輔助因子的表達譜。該數(shù)據(jù)集與之前被鑒定為與 PD-L138 有潛在相互作用的 N-糖基化相關因子進行交叉比對。在紅外誘導衰老的H460細胞中,35N-糖基化相關因子的表達量升高,其中9個與之前被認為與PD-L1相互作用的候選因子相吻合(圖2d)。這九個候選因子的表達變化通過熱圖可視化(圖 2e),并通過 qRT-PCR 驗證(圖 2f)。值得注意的是,個候選者中的 4  STT3B、DDOSTRPN1  RPN2  OST-B 復合物的組成成分,與 OST-A 復合物相比,OST-B 復合物對某些類型的未折疊或折疊錯誤的蛋白質具有更高的親和力,這意味著 OST-B 復合物表達的增加促進糖基化過程,以應對癌細胞衰老過程中的應激條件。

為評估每個候選基因對衰老細胞中PD-L1轉錄和蛋白穩(wěn)定性的影響,用靶向9個候選基因的siRNA轉染H460細胞,然后暴露于IR誘導衰老。雖然去除了所有候選基因并不會影響 IR-CS 升高的 PD-L1 mRNA 水平(圖 2g),但沉默 OST-B 復合物成分明顯降低IR 誘導的 PD-L1 蛋白水平的升高(圖 2h)。特別是,沉默 STT3B  RPN1 可顯著降低 PD-L1 水平(圖 2h,RPN1  STT3B)。沉默 RPN1  DDOST 顯示出明顯的條帶移動,這意味著糖基化異常(圖 2h,DDOST  RPN1 的紅色箭頭)。就 RPN2 而言,雖然其沉默降低 PD-L1 的水平,但并沒有改變 PD-L1 的帶移、穩(wěn)定性和膜水平(圖 2h)。

2.癌癥衰老可能會影響糖基化,而糖基化對PD-L1 的穩(wěn)定和膜運輸至關重要
3. 硅學 TCGA 分析表明RPN1 可能在腫瘤發(fā)生和抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用

為研究 RPN1 在衰老癌細胞中作為 PD-L1 糖基化和穩(wěn)定的潛在關鍵調控因子的作用,利用癌癥基因組圖譜(TCGA)的數(shù)據(jù)集進行一項硅分析。分析的重點是腫瘤和抗腫瘤免疫相關因素,使用基于 R 軟件包的程序 TIMER2.040-42 進行。首先使用 Gene_DE 模塊比較TCGA 所有腫瘤中腫瘤和匹配正常組織的 RPN1 mRNA 表達水平(圖 3a)。結果表明,與正常組織相比,RPN1 mRNA水平在乳腺癌、結直腸癌、膠質母細胞瘤、胃癌和肺癌等不同類型的癌癥中都明顯升高。隨后研究了 PD-L1  RPN1 水平與癌癥衰老標志物之間的相關性,這些標志物在衰老時轉錄水平升高,包括基質金屬蛋白酶 (MMP)-2/3、白細胞介素 (IL)-6、胰島素樣生長因子結合蛋白 (IGFBP)3/5/7CDKN1A (p21) 和趨化因子 (C-C motif) 配體 (CCL5)43(圖 3b)。有趣的是,熱圖上顯示的斯皮爾曼等級相關值表明,大多數(shù)癌癥,尤其是乳腺浸潤癌(BRCA)、結直腸腺癌(COAD)、皮膚黑色素瘤(SKCM)、胰腺癌(PAAD)和前列腺癌(PRAD)等主要癌癥存在正相關。這些結果意味著 RPN1、PD-L1 調控和癌細胞衰老之間可能存在密切關系。

最后,使用細胞組成估算模塊生成一個熱圖表,列出了所有 TCGA 腫瘤中 RPN1 表達水平與 CD8+ T 細胞比例之間的 Spearman 相關性。為提高分析的準確性,還分析了干擾素(IFN和缺氧誘導因子(HIF-1α,已知這兩種因子分別與腫瘤中的 CD8+ T 細胞免疫正相關和負相關。研究結果表明,與眾所周知的抗腫瘤免疫抑制因子 HIF-1α 相似,RPN1 的表達與各種腫瘤類型中的腫瘤浸潤 CD8+ T 細胞群呈顯著負相關(圖 3c)??紤]到圖 1 和圖 2 中顯示的結果,對 TCGA 數(shù)據(jù)庫進行生物信息學分析的這些發(fā)現(xiàn)表明,RPN1 可能是導致癌癥衰老過程中 PD-L1 穩(wěn)定的一個關鍵調節(jié)因子,可能對腫瘤發(fā)生過程和抗腫瘤免疫產生有害影響。

3. TCGA 分析表明,RPN1可能在腫瘤發(fā)生和抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用
4. RPN1 對癌癥衰老導致的 PD-L1 N-糖基化增加至關重要

PD-L1 有四個N-糖基化位點:如圖 4a(上圖)所示,PD-L1 有四個 N-糖基化位點:N35N192、N200  N21917,24。通過比較 WT PD-L1 與其非糖基化形式 4NQN35Q、N192QN200Q  N219QPD-L1,可以看出這些位點高度糖基化(圖 4a)。暴露于 IR-CS 后,完全糖基化的 WT PD-L1 50-55 kDa)水平顯著增加。轉染 RPN1 siRNA 會導致 WT PD-L1 水平下降,并出現(xiàn)明顯的糖基化異常帶移動。用一種廣譜 N-糖基化抑制劑妥尼霉素處理后,WT PD-L1 的條帶轉移到與缺乏 N-糖基化的 4NQ 突變體(34 kDa)相對應的大小,這證實了妥尼霉素完全抑制 PD-L1  N-糖基化。值得注意的是,在所有測試的實驗條件下,都沒有出現(xiàn)低于 4NQ 突變體大小的條帶。進一步轉染 RPN1 siRNA  4NQ PD-L1 沒有影響。這些結果表明,由于 RPN1 的缺失,PD-L1 的條帶轉移是由異常的 N-糖基化引起的,這進一步表明 RPN1  PD-L1  N-糖基化過程有關。

為驗證這一點,對 PD-L1 進行聚糖結構分析。純化的 N-聚糖經色譜分離,并使用 nanoLC/Q-TOF MS 系統(tǒng)進行分析。結果顯示,RPN1 基因敲除后,PD-L1 的總體聚糖水平下降,進一步說明 RPN1 基因耗竭影響的是總聚糖水平(圖 4b),而不是改變 PD-L1 的特定末端聚糖結構(圖 4c-g)。雖然 RPN1 并不具有糖基轉移酶活性,但其重要作用在于促進底物多肽與 OST 復合物催化域的配位和定位,從而提高蛋白質糖基化的效率和精確度。結合之前的這些報道,這些研究結果支持以下結論:RPN1 主要影響 N-糖基化的早期階段,促進預組裝的聚糖在翻譯后立即結合到 PD-L1 多肽中。

4. RPN1 對于因癌癥衰老而增加的PD-L1 N-糖基化至關重要
5. RPN1 在通過提高 PD-L1 水平使衰老癌細胞逃避免疫監(jiān)視方面發(fā)揮重要作用

為研究 RPN1 缺失對癌癥衰老的影響,通過衰老相關的 β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)活性檢測(圖 5a)研究用三種不同的靶向 RPN1 siRNA 處理的細胞的衰老表型。這些 RPN1 siRNAs 能有效降低 PD-L1 水平(圖 5b),但對 IR 誘導的衰老本身沒有影響(圖 5a)。此外,RPN1 的消耗有效中和了在 Doxo-CS  PTEN 缺失-CS 細胞中觀察到的 PD-L1 表達的增加(圖 5c_Doxo-CS  5d_PTEN-loss-CS)。此外,還檢測了人類癌細胞系中的 PD-L1 蛋白水平(圖 5e),并分析了在 PD-L1 基礎水平較高(H1975  BT549)或較低(H460、A549  HCC827)的癌細胞系中敲除或過表達 RPN1 的效果(圖 5f、g)。即使在沒有衰老的情況下,敲除 RPN1 也會降低 PD-L1 水平(圖 5f),而過表達 RPN1 則會提高 PD-L1 水平(圖 5g),這表明 RPN1 在應激和正常條件下對 PD-L1 的穩(wěn)定都至關重要。在 IR-CS 中消耗 RPN1 會導致細胞表面 PD-L1 水平下降(圖 5h_Cont Si + IR-CS vs. RPN1 Si + IR-CS,黃色箭頭表示細胞膜位置;以及圖 5j)以及 PD-L1  ER 標記共定位(圖 5h_Cont Si + IR-CS vs. RPN1 Si + IR-CS,黃色箭頭表示細胞膜位置;以及圖 5j)。5h_Cont Si + IR-CS vs. RPN1 Si + IR-CS,白色箭頭表示 ER 的位置)和高爾基體(圖 5i_Cont Si + IR-CS vs. RPN1 Si + IR-CS,青色箭頭表示高爾基體的位置)。

為確定 RPN1 缺失在衰老癌細胞免疫抑制活性中的作用,作者檢測了 PD-1 結合、細胞浸潤和 T 細胞介導的殺傷活性。RPN1 的耗竭降低膜結合 PD-L1  IR-CS 增強水平(圖 5j),并持續(xù)減少 PD-1 蛋白與細胞表面的結合(圖 5k)。去掉 RPN1 后,OT-1 細胞對 B16F10-OVA 球形細胞的浸潤率(圖 5l)和 OT-1 細胞對 B16F10-OVA 癌細胞的殺傷活性(圖 5m)均明顯恢復,而 IR-CS 則抑制這些活性。綜上所述,這些研究結果表明,RPN1 在通過增加細胞膜上的 PD-L1 水平使衰老癌細胞逃避 T 細胞監(jiān)控方面發(fā)揮重要作用。

5. RPN1 在通過提高PD-L1 水平使衰老癌細胞逃避免疫監(jiān)視方面發(fā)揮著至關重要的作用
6.RPN1 通過 ERLAD 途徑調節(jié)衰老癌細胞中 PD-L1 的降解

具有完整糖基結構的 PD-L1 通過細胞內 ER 至高爾基體轉運系統(tǒng)轉運至細胞表面。相反,異常或未糖基化的 PD-L1 則通過與 ERAD 相關的蛋白酶體降解和/或溶酶體降解途徑降解。為確定 RPN1  PD-L1 蛋白的平衡調節(jié)中的作用,作者進行了 CHX 追逐試驗。發(fā)現(xiàn)在用 CHX 處理的 IR 誘導的衰老癌細胞中,RPN1 的耗竭明顯降低PD-L1 蛋白的穩(wěn)定性(圖 6a)。溶酶體抑制劑氯喹(CQ)逆轉了衰老癌細胞中 RPN1 缺失引起的 PD-L1 下調,而蛋白酶體抑制劑 MG132  PD-L1 蛋白水平沒有明顯影響(圖 6b)。這表明,RPN1耗竭對PD-L1水平的影響可能涉及溶酶體降解途徑,而不是ERAD

PD-L1 通過內吞作用在細胞膜上循環(huán);在這一過程中,功能失調的 PD-L1 通過溶酶體途徑在形成的內體中降解。Rab5Rab11是內吞和內質體形成過程中不可或缺的物質,它們的敲除不能恢復去除RPN1的衰老細胞中的PD-L1水平(圖6c),這意味著RPN-1調控的途徑可能與另一種不同于循環(huán)過程的溶酶體降解機制有關。最近的研究表明,某些異常蛋白質會進入溶酶體,并通過 ER 溶酶體相關降解(ERLAD)途徑被消除。值得注意的是,IR-CS 增加了序列相似性 134 家族成員 BFAM134B)(圖 6c)的水平,FAM134B 是一種結合 LC3  ER 吞噬受體,是 ERLAD 的關鍵組成部分。當去除 FAM134B 時,去除 RPN1 的衰老細胞中降低的 PD-L1 水平得到恢復(圖 6c)。與此相一致的是,免疫熒光(IF)染色也顯示,CQ 處理 RPN1 缺失的衰老細胞后,PD-L1  FAM134B(圖 6d)或 LC3B(圖 6e)的共定位增強。此外,在 CQ 存在的情況下,RPN1 缺失顯著增加 PD-L1 與溶酶體標志物溶酶體相關膜蛋白 1LAMP1)的共定位,表明 PD-L1 在溶酶體中的積累(圖 6f白色區(qū)域)。這些發(fā)現(xiàn)表明,在衰老癌細胞中,RPN1 的消耗通過 ERLAD 途徑介導 PD-L1 的降解,進一步證明 RPN1 在調節(jié) PD-L1 蛋白平衡中的關鍵作用(圖 6g)。

6. RPN1 通過ERLAD 途徑調節(jié)衰老癌細胞中PD-L1 的降解
7. 在輻照腫瘤模型中,RPN1 通過 PD-L1 抑制 T 細胞免疫從而促進癌癥復發(fā)

為驗證RPN1 對放療后腫瘤組織中PD-L1 表達和細胞活化的影響,使用免疫功能正常的合成小鼠腫瘤模型進行體內研究。用轉染Cont siRNACont si)或RPN1 siRNARPN1 si)的CT26 細胞接種BALB/c 小鼠。第10 天,小鼠暴露于12 Gy 劑量的紅外照射。然后,如示意圖所示,通過瘤內轉染給藥Cont si RPN1 si(圖7a_圖底)。暴露于紅外線后,腫瘤大小明顯縮小,第一周內縮小達50%。然而,到照射后第二周結束時,腫瘤又開始生長,幾乎恢復到原來的大小。這一趨勢在所有樣本中都是一致的(圖7a_右上圖,紅線)。然而,值得注意的是,RPN1 si 處理組的腫瘤大小持續(xù)縮小,在整個觀察期間都沒有再生長的跡象(圖7a_ 右下圖,藍線)。實驗結束時,盡管未接受輻照的Cont si 組和RPN1 si 組的腫瘤大小沒有明顯差異,但接受IR 處理的Cont si 組的腫瘤明顯比RPN1 si 組小很多(圖7a_右下圖,藍線)。

與作者提出的機制一致,IR-CS能顯著提高腫瘤樣本中PD-L1 RPN1 的水平(圖7d、e)。此外,RPN1 si 處理抑制了IR-CS 誘導的PD-L1 表達上調(圖7d、e)。與我們的體外實驗結果(圖和圖6)一致,腫瘤裂解液的免疫印跡顯示,在暴露于IR 的腫瘤中,PD-L1RPN1 之間存在明顯的正相關性(圖7f )。與這些結果一致的是,RPN1的耗竭明顯增加CD8+ T 細胞在IR-CS 下腫瘤組織中的浸潤和活性(如顆粒酶的表達所示;GB)(圖7g-i),這反過來又促進了衰老腫瘤組織的凋亡(圖7j)。

為進一步驗證基于細胞的RPN1 靶向療法的療效,作者測量了IR Cont si RPN1 si 瘤內轉染結合后的腫瘤生長和長期存活率,無論是否有CD8 T 細胞耗竭。結果是,瘤內RPN1 基因耗竭抑制了IR 治療后的癌癥復發(fā)(圖7k_Cont si + IR-CS + IgG vs RPN1 si + IR-CS + IgG),并大大提高動物的存活率(圖7l_Cont si + IR-CS + IgG vs RPN1 si + IR-CS + IgG)。與本研究機制研究一致,用抗CD8 mAb 治療進行CD8 + T 細胞耗竭有效地中和了 RPN1 靶向治療的益處(圖7k_RPN1 si + IR-CS + IgG vs RPN1 si + IR-CS + α-CD8 mAb 和圖7l_Cont si + IR-CS + IgG vs RPN1 si + IR-CS + α-CD8 mAb)。這些發(fā)現(xiàn)共同表明,抑制RPN1 的表達可以抑制放療誘導的衰老腫瘤中PD-L1 的增加,從而有可能通過增強抗腫瘤免疫力來防止癌癥復發(fā)。

7. 在輻照腫瘤模型中,RPN1可能會通過PD-L1 抑制細胞免疫,從而促進癌癥復發(fā)
8. 通過 RPN1 清除或 PD-L1/PD-1 靶向療法消除治療誘導的衰老癌細胞,可通過提高 CTL 活性來增強療效

 7 中的結果表明,通過瘤內 siRNA 遞送應用 RPN1 靶向治療可激活腫瘤組織內的 T 細胞免疫并下調 PD-L1。為評估 RPN1 靶向療法對衰老癌細胞的影響,作者分析 SA-β-Gal 活性和 p21 表達水平,這是癌癥衰老的既定標志物。暴露于紅外的腫瘤樣本顯示出 SA-β-Gal 活性和 p21 表達水平的明顯增加,而用 RPN1 si 治療的腫瘤樣本則顯示出紅外誘導的這些參數(shù)的顯著降低(圖 8a-c)。腫瘤裂解液的免疫印跡分析顯示,在紅外暴露的腫瘤中,p21  RPN1 之間存在明顯的正相關性(圖 8d)??傊?,這些結果表明,衰老的癌細胞很可能因 RPN1 缺失引起的 PD-L1 損失而被 T 細胞免疫所消滅。

為進一步探索這一假設,在IR-CS動物模型中分析給予抗PD -1治療性抗體后的衰老癌細胞群。將CT26細胞植入BALB/c小鼠體內,于接種后第13天進行12 Gy的照射,抗PD -1治療性抗體通過腹腔注射給藥。考慮到適合分析的腫瘤大小和較高的CTL活性,我們在第二次給予抗PD -1抗體后1天進行了采樣。有趣的是,與rpn1靶向治療的結果相似,抗PD -1治療性抗體治療組的SA-β-Gal活性(圖8f)和p21表達水平(圖8g)降低,同時腫瘤內CTL活性增加(圖8h-j)。這些結果支持通過PD-L1/ PD -1特異性療法,T細胞免疫可以有效地靶向和消除輻射誘導的衰老癌細胞。

最后,通過4個月以上的長期觀察,評估T細胞免疫與ICB清除衰老癌細胞的相關性及其治療價值。將CT26細胞植入BALB/c小鼠體內,于接種后第11天進行12 Gy的照射。如圖所示(圖8k_底部),通過腹腔注射給予抗PD -1治療性抗體和抗CD8耗竭性抗體。與IR單藥治療組相比,IR聯(lián)合PD-1阻斷組顯示出更有效的腫瘤抑制和更長的無復發(fā)生存期(圖8k, 1 α-PD-1 mAb + IR- cs + IgG),并且聯(lián)合治療的這些益處被CD8+ T細胞清除抵消(圖8k, 1 α-PD-1 mAb + IR- cs + α-CD8 mAb)。這些結果清楚地表明,清除PD - l1陽性衰老癌細胞可以通過T細胞免疫抑制癌癥復發(fā),從而增強治療效果。

8.通過RPN1耗竭或PD-L1/ PD -1靶向治療消除治療誘導的衰老癌細胞可通過增加CTL活性來提高治療效果
結論

綜上所述,本研究結果表明,常規(guī)療法可以通過解除抑制T細胞的TME來恢復腫瘤內CTL活性。然而,治療誘導的衰老癌細胞的PD-L1表達增加;這就創(chuàng)造了一個“保護傘”,可以潛在地保護殘留的癌細胞不受CTL監(jiān)視。少數(shù)存活的殘余癌細胞可以增殖并重新建立抑制T細胞的TME,導致復發(fā)。因此,通過RPN1靶向和/PD-L1/ PD -1靶向治療靶向這些表達PD-L1的衰老癌細胞可能成為一種有希望的方法,以提高治療效果和預防癌癥復發(fā)(圖8m)。

實驗方法

TCGA數(shù)據(jù)分析、質譜分析、qRT-PCR、Western blotting、RNA干擾、免疫共沉淀、GST pull-down、體外甲基化測定、基因組DNA提取和基因分型PCR、細胞培養(yǎng)、細胞轉染、衰老相關的β-半乳糖苷酶染色、免疫熒光、PD-1結合實驗、三維球體形成、T細胞浸潤實驗、T細胞介導的殺傷實驗、流式細胞術、裸鼠皮下注射模型、輻照腫瘤模型、免疫組化

參考文獻

Hwang HJ, Kang D, Shin J, Jung J, Ko S, Jung KH, Hong SS, Park JE, Oh MJ, An HJ, Yang WH, Ko YG, Cha JH, Lee JS. Therapy-induced senescent cancer cells contribute to cancer progression by promoting ribophorin 1-dependent PD-L1 upregulation. Nat Commun. 2025 Jan 3;16(1):353. doi: 10.1038/s41467-024-54132-1. PMID: 39753537; PMCID: PMC11699195