综述:靶向T细胞器功能用于癌症免疫治疗

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:Nature Reviews Immunology 60.9

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  本综述深入探讨了T细胞器(如线粒体、溶酶体等)在抗肿瘤免疫中的核心作用,并重点介绍了通过药理学或遗传学手段(如CRISPR)调控细胞器功能、细胞器移植等前沿策略,为增强免疫检查点阻断(ICB)和过继性T细胞疗法(ACT)提供了新视角。

  
细胞器:T细胞功能的执行者
在生命科学领域,细胞器被视为细胞的精密“内部工厂”,它们如同电池(线粒体)、齿轮(内质网)、执行器(溶酶体)、3D打印机(高尔基体)和信号发射器(细胞核)一样,协同驱动着细胞的各项功能。不同类型的细胞因其功能需求差异,细胞器的组成和活性也大相径庭。以T细胞为例,作为免疫监视和肿瘤清除的关键介质,其在静息状态下细胞器数量相对较少、功能处于基础水平。然而,一旦被激活,T细胞会迅速启动一场内部的“扩建工程”:细胞器数量增加、体积增大,并经历广泛的重塑。这种重塑旨在支持T细胞的快速增殖、效应分化,以及适应包括肿瘤微环境(TME)在内的多种复杂环境,从而高效清除靶细胞。
细胞器重塑与T细胞抗肿瘤免疫
T细胞的活化过程伴随着其代谢状态的深刻转变,从静息时的氧化磷酸化(OXPHOS)转变为激活后高效的糖酵解(Glycolysis)以快速产生能量和生物合成前体。线粒体(Mitochondria)作为细胞的“动力工厂”,在此过程中扮演了核心角色。它不仅提供能量(ATP),还参与调控活性氧(ROS)水平、钙离子(Ca2+)信号和凋亡过程,其动态变化(如融合与分裂)直接影响T细胞的命运决定和功能持久性。
内质网(Endoplasmic Reticulum, ER)是蛋白质合成、折叠和修饰的关键场所。在T细胞中,它需要大量扩增以满足效应分子(如细胞因子和细胞毒性颗粒蛋白)的合成需求。高尔基体(Golgi apparatus)则负责对这些蛋白质进行加工、分选和运输。溶酶体(Lysosome)不仅是降解废弃物质的“回收站”,在细胞毒性T细胞(CTL)中,它还与分泌性溶酶体(Secretory Lysosome)相关,是储存和释放穿孔素(Perforin)、颗粒酶(Granzyme)等杀伤性分子的武器库,直接介导对肿瘤细胞的杀伤。
此外,其他细胞器如过氧化物酶体(Peroxisome)参与脂质代谢和ROS代谢,细胞核(Nucleus)则通过表观遗传重编程(Epigenetic Reprogramming)调控T细胞的分化(如向效应T细胞或记忆T细胞分化)。这些细胞器的协同工作,共同构筑了T细胞强大的抗肿瘤能力。
靶向细胞器的免疫治疗新策略
对T细胞器生物学的深入理解,正在催生新一代癌症免疫治疗策略。目前的研究方向主要集中在以下几个方面:
  1. 1.
    药理学与遗传学调控:通过小分子药物或基因编辑技术(如CRISPR-Cas9)特异性靶向调控特定细胞器的功能。例如,使用线粒体解偶联剂或抗氧化剂调节T细胞代谢和存活;通过干预内质网应激(ER Stress)通路来改善T细胞在肿瘤微环境中的功能衰竭(Exhaustion)。
  2. 2.
    细胞器作为递送系统:利用合成生物学手段,将工程化的细胞器(如线粒体或溶酶体)作为载体,用于向T细胞内递送治疗性分子(如mRNA、蛋白质或药物),以精确增强其抗肿瘤活性。
  3. 3.
    细胞器转移与移植:这是一个极具前瞻性的领域。研究正在探索将健康的、功能增强的细胞器(如来自健康供体或经过工程化改造的线粒体)直接移植到患者的T细胞内,以“重置”或“增强”其代谢和功能状态,克服肿瘤微环境导致的免疫抑制。这种“细胞器移植”疗法为过继性T细胞疗法(Adoptive Cell Therapy, ACT)提供了新的赋能手段。
展望与挑战
靶向T细胞器功能为癌症免疫治疗开辟了充满希望的新前沿。这些策略有望与现有的免疫检查点阻断(Immune Checkpoint Blockade, ICB)或过继性T细胞疗法(ACT)形成联合方案,协同提升疗效,特别是针对那些对当前疗法反应不佳的“冷肿瘤”。然而,该领域仍面临诸多挑战,包括如何实现细胞器靶向的高度特异性以避免脱靶效应、如何确保移植细胞器的长期活性和安全性,以及如何将复杂的实验室技术转化为可规模化的临床疗法。未来的研究将继续深化对T细胞器生物学的理解,并推动这些创新策略从概念走向临床,最终造福癌症患者。
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