白细胞介素-35(IL-35)驱动人类NK细胞功能抑制及向ILC1样细胞的不可逆转化:肿瘤免疫治疗新靶点

【字体: 时间:2025年07月04日 来源:Nature Communications 14.7

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  本研究揭示了免疫抑制因子IL-35通过诱导TGF-β自分泌通路,促使自然杀伤细胞(NK)丧失抗肿瘤功能并转化为具有组织驻留特征的先天淋巴样细胞1型(ILC1-like cells)。法国里昂癌症研究中心的Valentin Picant团队通过单细胞测序等技术,首次证实IL-35能抑制NK细胞增殖及IFN-γ分泌,促进其表达CD9/CD103/CD49a等组织驻留标志物,该转化在肿瘤微环境中与患者不良预后显著相关。发表于《Nature Communications》的这项发现为改善NK细胞免疫治疗提供了新策略。

  

在肿瘤和慢性炎症疾病中,自然杀伤细胞(NK)的功能衰竭一直是免疫治疗的重大挑战。虽然已知转化生长因子-β(TGF-β)能诱导NK细胞向先天淋巴样细胞1型(ILC1-like cells)转化,但驱动这一过程的关键因素尚未明确。法国里昂癌症研究中心的研究团队发现,作为IL-12家族成员的免疫抑制因子白细胞介素-35(IL-35),在肿瘤微环境中可能扮演着"隐形杀手"的角色——它不仅直接抑制NK细胞的细胞毒性和细胞因子分泌,更通过触发TGF-β自分泌环路,促使NK细胞不可逆地转化为功能缺陷的ILC1样细胞。

研究团队采用多组学技术揭示了这一转化过程的分子机制。通过流式细胞术分析NK细胞表面标志物,发现长期IL-35暴露导致CD56dim和CD56bright NK细胞均上调CD9、CD103和CD49a等组织驻留标志物。单细胞RNA测序(scRNA-seq)显示,IL-35处理组NK细胞中细胞毒性相关基因(如GZMA/B/K、PRF1)显著下调,而促血管生成因子(VEGF-A、CCL5)和TGF-β信号通路基因(SMAD7、SKIL)明显上调。尤为关键的是,这种转化依赖于IL-35诱导的NK细胞自分泌TGF-β,因为使用TGF-β受体抑制剂Galunisertib可完全阻断该过程。

IL-35抑制人类NK细胞活化和促炎因子分泌
短期IL-35暴露即显著抑制NK细胞在IL-12/IL-18刺激下的IFN-γ和TNF-α产生,降幅达70%。同时,IL-35促进NK细胞分泌促血管生成因子VEGF-A和IL-8,形成促肿瘤微环境。

IL-35损害NK细胞增殖但不影响存活
通过CellTrace Violet增殖实验发现,IL-35使NK细胞对IL-2的增殖反应降低50%以上,但细胞存活率不受影响,表明IL-35特异性靶向增殖信号通路。

长期IL-35暴露导致NK细胞低反应性
7天IL-35处理使NK细胞对K562肿瘤细胞的杀伤效率下降60%,伴随NKG2D、DNAM1等激活受体表达降低。单细胞分析揭示独特的CD9+CD103+细胞亚群出现,这些细胞高表达组织驻留标志物但缺乏效应功能。

scRNA-seq揭示IL-35驱动的转录重编程
单细胞测序鉴定出9个NK细胞亚群,其中IL-35特异性诱导的簇群高表达ILC1特征基因(ITGAE、CXCR3)。值得注意的是,常规NK(ConvNK)和适应性NK(AdaptNK)均发生转化,但各自保留部分起源相关的转录特征。

IL-35通过自分泌TGF-β驱动不可逆转化
阻断TGF-β信号可逆转IL-35诱导的EOMES和T-BET表达抑制。与TGF-β单独处理不同,IL-35诱导的转化在移除细胞因子后仍持续,表明其诱导了稳定的表观遗传重编程。

临床相关性分析
通过分析108例肿瘤患者的单细胞数据,发现肿瘤浸润NK/ILC1样细胞高表达IL-35受体(IL12RB2/IL27RA),且与调节性T细胞(Treg)来源的IL-35显著共定位。TCGA数据库显示,IL-35高表达(EBI3hiIL12AhiIL12Blo)患者的总生存期显著缩短(p<0.0001)。

这项研究首次阐明IL-35是调控NK细胞可塑性的核心枢纽,其通过双重机制——直接抑制效应功能和诱导不可逆的ILC1样转化——促进免疫逃逸。该发现不仅解释了肿瘤微环境中NK细胞功能障碍的成因,更为联合靶向IL-35和TGF-β的免疫治疗策略提供了理论依据。鉴于IL-35在多种慢性炎症疾病中的作用,这一发现还可能拓展至自身免疫病和感染性疾病的治疗领域。

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