如何使“冷肿瘤”变“热肿瘤”,从而提高免疫治疗的疗效呢?

2020
05/12

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该研究在领域内首先报道了Vps34之前未知的影响肿瘤微环境以及肿瘤免疫功能。
   
 

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作者:同济大学医学院    Sjlucifer

导言:Vacuolar Protein Sorting 34 (Vps34)是一种III型磷脂酰肌醇激酶,是细胞自噬过程中的关键蛋白。目前针对Vsp34的分子生物学功能及其抑制剂的开发都是围绕其在自噬分子机制和功能而展开,对其肿瘤微环境中的功能鲜有报道。随着免疫治疗在临床上疗效显著,较传统疗法毒副作用小等优点的显现,科学家和医生也在不断的解决免疫治疗中发现的一些问题,从而能够进一步提高免疫治疗的疗效。


 
4月29日,卢森堡健康医学研究所Bassam Janji课题组在Science Advances杂志上在线发表了题为“Inhibition of Vps34 reprograms cold into hot inflamed tumors and improves anti–PD-1/PD-L1 immunotherapy”的研究论文,揭示了Vps34通过其激酶活性调控肿瘤微环境,研究者发现敲低肿瘤细胞中的Vps34蛋白水平或抑制Vps34激酶活性能够使肿瘤从冷肿瘤(cold-tumor)向热肿瘤(hot-tumor)转换,进而增强免疫检查点抗体PD-1和PD-L1的作用效果。

 
 

 

1. 背景


Vacuolar Protein Sorting 34 (Vps34)是一种III型磷脂酰肌醇激酶,是细胞自噬过程中的关键蛋白。Vps34在细胞自噬过程中发挥着关键的作用,Vsp34结合许多自噬相关蛋白,包括 p105/Vps15、Beclin-1、Atg14等,从而调控自噬小体的形成和转运,而在自噬发生的前期,Beclin-1-Vps34-Atgl4复合体的形成,对自噬的起始至关重要(1, 2)。目前针对Vsp34的分子生物学功能及其抑制剂的开发都是围绕其在自噬分子机制和功能而展开,对其肿瘤微环境中的功能鲜有报道。


随着免疫治疗在临床上疗效显著,较传统疗法毒副作用小等优点的显现,科学家和医生也在不断的解决免疫治疗中发现的一些问题,从而能够进一步提高免疫治疗的疗效。有研究发现,肿瘤微环境中免疫细胞数量减少与功能发挥障碍是肿瘤细胞免疫逃逸的重要机制。免疫细胞浸润较少的肿瘤病人也有着相对不好的预后。那么,提高肿瘤免疫治疗效果的关键方法是增加免疫细胞向肿瘤组织的浸润以及杀伤性细胞杀伤肿瘤的能力(3, 4)。


2. 研究内容


在这项研究中,研究人员通过一系列严谨而系统的小鼠成瘤模型发现,在多种小鼠肿瘤细胞例如黑色素瘤细胞系B16F10,结直肠癌细胞系CT26中利用shRNA敲低Vps34的表达,能够有效减小肿瘤的生长,提高小鼠的生存率。研究人员同时发现,在敲低Vps34表达的小鼠肿瘤免疫模型中,肿瘤组织中的免疫细胞的总体浸润有了明显的提升,而其中与肿瘤免疫能力密切相关的NK细胞,CD8+ T 细胞,CD4+ 效应T 细胞,抗原递呈的树突状细胞和抑制肿瘤的M1型巨噬细胞在肿瘤组织中的浸润明显提升。研究人员也使用了Vps34已经报道的小分子抑制剂SB02024以及SAR405,这两种抑制剂在B16F10、CT26以及Renca肾癌细胞系小鼠成瘤中获得了相似的结果。如下图:


 
 

 
研究人员在免疫缺陷型的NSG小鼠中,敲低Vps34的蛋白水平或者利用Vps34的抑制剂不能抑制肿瘤的生长,而利用中和性抗体去除正常小鼠体内的NK细胞或者CD8+ T 细胞后,敲低Vps34的蛋白水平或者利用Vps34的抑制剂处理对于小鼠成瘤的治疗效果也受到阻碍。也就是说,Vps34功能的发挥必须依赖免疫系统。如下图:

 
 

 
那么,Vps34这一功能的发挥,深层的机制是什么呢?研究人员通过体外研究发现,敲低Vps34蛋白水平或者抑制Vps34活性通过STAT1-IRF7轴诱导趋化因子CCL5以及CXCL10的表达,使得肿瘤组织招募免疫细胞能力变得更强。

经过一系列研究,发现通过Vps34抑制剂的作用,能够使得肿瘤的免疫原性增强,提升肿瘤微环境中免疫细胞的浸润。而且,将免疫检查点PD-1和PD-L1的抗体与Vps34抑制剂联用,在小鼠成瘤模型上获得了更好的治疗效果。如下图:

 
 

 
3. 总结  
  
该研究在领域内首先报道了Vps34之前未知的影响肿瘤微环境以及肿瘤免疫功能。Vps34作为自噬关键的蛋白,其抑制剂有很广泛的应用。Vps34抑制剂与免疫检查点抗体的联用,也为免疫检查点治疗与预后提示了新型作用靶点与综合治疗手段应用的可能,为进一步提高免疫治疗疗效提供了一种新的思路。  
 

 
参考:https://advances.sciencemag.org/content/6/18/eaax7881
1.Funderburk SF, Wang Qj Fau - Yue Z, Yue Z. The Beclin 1-VPS34 complex--at the crossroads of autophagy and beyond. (1879-3088 (Electronic)).
2.Pavlinov I, Salkovski M, Aldrich LA-OX. Beclin 1-ATG14L Protein-Protein Interaction Inhibitor Selectively Inhibits Autophagy through Disruption of VPS34 Complex I. (1520-5126 (Electronic)).
3.Sheng W, LaFleur MW, Nguyen TH, Chen S, Chakravarthy A, Conway JR, et al. LSD1 Ablation Stimulates Anti-tumor Immunity and Enables Checkpoint Blockade. (1097-4172 (Electronic)).
4.Ishizuka JJ, Manguso RT, Cheruiyot CK, Bi K, Panda A, Iracheta-Vellve A, et al. Loss of ADAR1 in tumours overcomes resistance to immune checkpoint blockade. (1476-4687 (Electronic)).
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