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2024年2月15日，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所黃波教授團隊聯(lián)合北京大學(xué)人民醫(yī)院的張曉輝教授團隊在Nature Communications《自然-通訊》上發(fā)表了題為“Cell softness renders cytotoxic T lymphocytes and T leukemic cells resistant to perforin-mediated killing”（ 細胞毒性淋巴細胞和T白血病細胞利用其柔軟度逃逸穿孔素殺傷）的研究成果。這項研究揭示了T細胞和T細胞白血病細胞通過調(diào)節(jié)其細胞柔軟性來抵抗穿孔素介導(dǎo)的殺傷，這一發(fā)現(xiàn)不僅為癌癥治療提供了新的靶點，也為T細胞免疫治療開辟了新的研究方向。

在人體免疫系統(tǒng)中，CD8+細胞毒性T細胞（CTLs）是對抗腫瘤細胞的重要力量。CTLs通過與目標腫瘤細胞之間形成免疫突觸，從而釋放穿孔素和促凋亡蛋白酶granzymes。穿孔素隨后在腫瘤細胞膜上形成孔洞，允許granzymes進入細胞觸發(fā)腫瘤細胞凋亡。令人費解的是，穿孔素在殺傷腫瘤細胞的過程中并不會在CTLs的細胞膜上形成孔洞，這一現(xiàn)象提示穿孔素成孔似乎是一種單向作用，并不會破壞自體T細胞。因此，闡明穿孔素內(nèi)在作用機理對于CTLs介導(dǎo)的腫瘤免疫研究尤為重要。

T細胞白血病的發(fā)病率約占成人急性淋巴細胞白血病的25%，惡性程度高，預(yù)后較差，現(xiàn)階段靶向藥物少，常用的廣譜化療藥物療效差，藥物不良反應(yīng)多。目前，對于其病因及發(fā)病機制并未完全明確，但病毒感染與T-ALL發(fā)生相關(guān)性已得到證實，人類T淋巴細胞白血病病毒(HTLV-1)的感染與T-ALL的發(fā)生密切相關(guān)，是第一個被發(fā)現(xiàn)的可誘發(fā)人白血病的反轉(zhuǎn)錄病毒。病毒感染導(dǎo)致未成熟T細胞在骨髓和(或)淋巴組織中增殖活化失調(diào)，引起TCR信號異常激活，從而引起惡性增殖。因此推測：惡性轉(zhuǎn)化的T細胞可能繼承正常T細胞對于穿孔素抵抗的能力，這一能力的獲取有助于T細胞白血病免疫逃逸的發(fā)生，從而避免CTL殺傷并有利于疾病惡性發(fā)展。

黃波團隊長期從事生物機械力學(xué)與腫瘤免疫學(xué)前沿交叉研究，之前使用3D纖維蛋白凝膠培養(yǎng)系統(tǒng)和原子力顯微鏡發(fā)現(xiàn)腫瘤干性細胞具有柔軟性這一特性，并且發(fā)現(xiàn)腫瘤干性細胞可以利用這一特性有效阻止穿孔素在細胞膜上成孔。因此推測T細胞和T細胞白血病細胞是否同樣利用生物機械力學(xué)機制抵抗了穿孔素的殺傷？

在這項最新研究中，黃波團隊首先通過膜蛋白CRISPRa篩選文庫和MAGeCK算法，篩選出關(guān)鍵基因：細胞骨架蛋白filamin A（FLNA）。FLNA維持細胞機械硬度，而細胞通過降低FLNA的表達，變得更軟，從而增加了對穿孔素的抵抗力。這一機制不僅適用于正常的CTLs，也適用于惡性的T細胞，揭示了T白血病擁有一條獨特的免疫逃逸路徑。

黃波團隊進一步發(fā)現(xiàn)，Yes-associated protein（YAP）是調(diào)控FLNA表達的關(guān)鍵因素。YAP在T細胞受體（TCR）信號激活后上調(diào)，進而下調(diào)FLNA的表達，這一過程對于T細胞和T細胞白血病細胞的穿孔素抵抗至關(guān)重要。重要的是，YAP1一直被認為通過其絲氨酸磷酸化而進行調(diào)控；本研究還首次發(fā)現(xiàn)TCR的下游信號分子ZAP70/LCK能夠與YAP1直接結(jié)合，通過酪氨酸磷酸化激活YAP1，使得YAP1入核，這很好地解釋了T細胞激活后，YAP分子會迅速活化進而下調(diào)FLNA的表達，從而降低效應(yīng)性T細胞的軟硬度。同時黃波團隊也發(fā)現(xiàn)T細胞白血病有更高水平的TCR激活信號，從而酪氨酸磷酸化YAP使其擁有更加柔軟的特性。（圖1）

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圖1

這項研究不僅提供了對T細胞如何在免疫突觸處避免自我裂解的新見解，也為開發(fā)針對T細胞白血病的治療策略提供了新的方向。通過靶向YAP或FLNA，可能能夠同時攻擊白血病細胞并增強CTLs的殺傷效能，為癌癥治療帶來雙重利好。

此項研究工作得到了中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程(2021-I2M-1-021)等項目的支持。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所黃波教授和北京大學(xué)人民醫(yī)院的張曉輝教授為論文共同通訊作者，博士后周雅博和博士生王殿恒為論文共同第一作者。

論文鏈接：

DOI: 10.1038/s41467-024-45750-w