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为探究 GPR132 对 NK 细胞功能的影响,研究人员开展相关研究,发现其经特定信号轴调控,或助力 NK 细胞疗法。
在肿瘤治疗的战场上,免疫疗法近年来可谓大放异彩,像细胞因子疗法、免疫检查点阻断(IBD)、过继细胞疗法、癌症疫苗、单克隆抗体以及嵌合抗原受体(CAR)疗法等,为无数患者带来了新的希望。其中,免疫检查点阻断疗法,通过靶向免疫抑制 “检查点” 受体,改写了癌症治疗的传统模式,让人们看到了攻克癌症的曙光。然而,现实却并不总是如人所愿。尽管 NK 细胞在肿瘤免疫治疗中潜力巨大,它无需预先接触癌细胞就能识别并发动攻击,而且异基因 NK 细胞还不会引发免疫排斥反应,为肿瘤治疗开辟了新路径。但目前临床上,多数患者对免疫检查点抑制剂存在耐受性,过继 NK 细胞疗法在实体瘤治疗中的效果也不尽人意。因此,寻找新的免疫检查点,增强 NK 细胞的抗肿瘤免疫反应,成为了肿瘤免疫治疗领域亟待解决的难题。
为了攻克这一难题,华东师范大学的研究人员开展了深入研究。他们将目光聚焦于 G 蛋白偶联受体 132(GPR132),试图揭开它与 NK 细胞之间的神秘联系。最终,研究成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上,为肿瘤免疫治疗带来了新的希望。
在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过 RNA 测序(RNA-seq)技术,分析激活前后 NK 细胞的基因表达变化,筛选出与 NK 细胞功能相关的基因。其次,利用基因编辑技术构建 GPR132 基因敲除(GPR132?/?)小鼠模型,在体内研究 GPR132 对 NK 细胞功能的影响。此外,借助细胞培养、细胞转染和流式细胞术等技术,在体外探究 GPR132 对 NK 细胞的增殖、凋亡、细胞毒性等功能的调控机制。研究样本中的人外周血单个核细胞(PBMCs)来源于上海血液中心,实验小鼠则在特定条件下饲养和使用。
下面来看看具体的研究结果:
- GPR132 在 NK 细胞激活后表达下降:研究人员从人外周血单个核细胞中分离出原代 NK 细胞,用离子霉素和佛波酯(PMA)刺激处理后进行 RNA-seq 分析。结果发现,激活后的 NK 细胞中有 3446 个差异表达基因,其中 GPR132 显著下调。对 NK92 细胞系进行刺激实验,并通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白质免疫印迹(WB)检测,也得到了相同的结果。由此推测,GPR132 可能与 NK 细胞功能调节有关。
- 敲除 GPR132 增强小鼠 NK 细胞抗黑色素瘤功能:通过流式细胞术分析发现,GPR132?/?小鼠外周血、脾脏等器官中的 NK 细胞比例显著增加,且脾脏中成熟 NK 细胞(CD27?CD11b+ NK 细胞)的数量和比例也明显上升。将 B16-F10 黑色素瘤细胞接种到小鼠体内建立荷瘤模型,结果显示 GPR132?/?小鼠的肿瘤体积和重量更小,生存率更高,肿瘤浸润 NK 细胞数量更多,且这些 NK 细胞表达更多的颗粒酶 B(GzmB)和干扰素 -γ(IFN-γ)。骨髓移植实验和黑色素瘤肺转移实验进一步证实,GPR132 缺失可通过 NK 细胞促进小鼠的抗肿瘤能力。
- GPR132 缺陷增强 NK 细胞的细胞毒性和激活:体外实验中,将野生型(WT)和 GPR132?/?小鼠的脾脏 NK 细胞与 Yac-1 细胞共培养,发现 GPR132 缺失的 NK 细胞杀伤效率更高,且 CD107a、GzmB 和 IFN-γ 的表达增加。在 NK92 细胞中设计针对 GPR132 的短发夹 RNA(shRNA)干扰序列,干扰 GPR132 表达后,与 K562 细胞共培养,结果显示干扰组(SH-NK92)细胞对 K562 细胞的杀伤能力更强,且相关激活标志物表达更高,在原代人 NK 细胞中也得到了类似结果。
- 激活 GPR132 抑制 NK 细胞的细胞毒性和激活:用 GPR132 的选择性激动剂 ONC212 处理 NK92 细胞、NC-NK92 细胞和 SH-NK92 细胞,发现 ONC212 处理后 NK92 细胞的杀伤效率显著降低,CD69 和 CD107a 表达下降,而 GPR132 敲低后这种抑制作用消失。由于肿瘤微环境(TME)中产生的乳酸会抑制免疫细胞功能,且 GPR132 被认为可被乳酸激活,研究人员用乳酸处理 NC-NK92 细胞和 SH-NK92 细胞后发现,GPR132 缺陷的 SH-NK92 细胞仍能保持较好的杀伤能力和激活水平,表明 GPR132 激活会抑制 NK 细胞功能,而其缺陷可减弱乳酸对 NK 细胞的抑制作用。
- GPR132 影响 NK 细胞的增殖和抗凋亡能力:在人 NK92 细胞中,敲低 GPR132 后增殖抗原 Ki67 的表达丰度显著增加,且在无重组人白细胞介素 - 2(hIL-2)培养时,SH-NK92 细胞的凋亡减少,抗凋亡蛋白 Bcl-2 表达增加。相反,用 ONC212 处理 NK92 细胞后,Ki67 表达降低,细胞凋亡率增加,Bcl-2 表达下降。这表明 GPR132 可调节 NK 细胞的增殖和凋亡,GPR132 缺陷能增强 NK 细胞在无 IL-2 情况下的抗凋亡能力和存活能力。
- GPR132 通过 Gαs/CSK/ZAP70/NF-κB 信号轴调节 NK 细胞功能:研究发现,ZAP70 基因在 NK 细胞激活时显著上调且富集于 NF-κB 通路,而 ZAP70 受 CSK 调节。通过对 GPR132 进行下调或激活处理后检测相关蛋白表达,发现 GPR132 正调控 CSK 表达,负调控 pZAP70 和 p-P65 表达。使用 CSK 降解剂和 ZAP70 抑制剂处理细胞进一步验证了该信号通路的调控关系,且 NF-κB 抑制剂可显著降低 SH-NK92 细胞中 GzmB、IFN-γ 和穿孔素的表达。这表明 GPR132 通过 Gαs/CSK/ZAP70/NF-κB 信号通路调节 NK 细胞功能。
- 下调 GPR132 增强 CAR-NK 细胞的细胞毒性和激活:研究人员构建了敲低 GPR132 的 NKG2D/4-1BBζ-NK 细胞(CAR-NK92 细胞),并与结直肠癌细胞系 HCT116 和 HCT15 共培养。结果显示,表达 CAR 的 NK92 细胞能有效杀伤靶细胞,且 SH-CAR-NK92 细胞的细胞毒性更强,相关激活标志物和细胞因子表达更高。即使经乳酸处理 12 小时后,SH-CAR-NK92 细胞的杀伤能力仍强于 NC-CAR-NK92 细胞,表明下调 GPR132 可增强 CAR-NK 细胞功能,减弱乳酸对其功能的抑制作用。
- 敲低 GPR132 增强 CAR-NK92 细胞的体内抗肿瘤活性:选用 HCT116 细胞建立结直肠癌异种移植小鼠模型,将小鼠分为四组,分别给予 PBS、Mock-NK92 细胞、NC-CAR-NK92 细胞和 SH-CAR-NK92 细胞处理,并腹腔注射 hIL-2。结果显示,SH-CAR-NK92 细胞在体内具有显著的抗肿瘤能力,接受该细胞治疗的小鼠肿瘤体积更小,生存率更高,肿瘤浸润 NK 细胞比例更高,且相关激活标志物和细胞因子表达显著升高。这明确证明下调 GPR132 可有效提高 CAR-NK 细胞在体内的抗结直肠癌疗效。
研究结论和讨论部分指出,GPR132 受体通过 Gαs/CSK/ZAP70/NF-κB 信号轴调节 NK 细胞功能,GPR132 缺陷可减弱乳酸对 NK 细胞的抑制作用,增加 INF-γ 和 GzmB 的表达,有效增强 CAR-NK92 细胞的抗结直肠癌效果。这一研究成果更确凿地证明了 GPR132 是一个潜在的免疫检查点,为 NK 细胞治疗提供了新的途径,有望改善肿瘤免疫治疗的现状,为癌症患者带来更多的治疗选择和更好的治疗效果。