《Molecular Biomedicine》：TBC1 domain family member 23 is essential for STING-mediated anti-melanoma effect
编辑推荐：
为了探究如何增强cGAS-STING通路介导的抗肿瘤免疫，研究人员围绕TBC1D23在黑色素瘤中的作用开展了主题研究。结果发现，TBC1D23是STING信号传导和抗肿瘤免疫的关键调节因子，其缺失会加速黑色素瘤进展。该研究为STING靶向免疫治疗提供了新的策略。
在癌症免疫治疗领域，激活人体自身的免疫系统来对抗肿瘤一直是科学家们努力的方向。其中，cGAS-STING（cyclic GMP–AMP synthase–stimulator of interferon genes）通路作为一条关键的天然免疫信号通路，在识别肿瘤细胞释放的异常DNA后，能启动强大的抗肿瘤免疫应答，被视为极具潜力的治疗靶点。这条通路被激活后，能促进I型干扰素（Type I interferons, IFN-I）和多种趋化因子的产生，从而招募并激活细胞毒性CD8? T细胞等免疫部队，对肿瘤发起攻击。然而，这条通路的活性在体内受到精密的时空调控，其具体调控机制，尤其是在肿瘤免疫微环境中的具体运作方式，仍有大量未知。例如，STING通路如何将信号从细胞内部的空间位置（如内体）有效传递到激活位点（如高尔基体），这一过程对最终产生足够的抗肿瘤免疫信号至关重要。理解这些“物流”调控细节，是开发更有效、更精准免疫疗法的关键。
针对这一科学问题，发表在《Molecular Biomedicine》上的一项研究将目光投向了一个名为TBC1D23（TBC1 domain family member 23）的蛋白质。TBC1D23属于TBC家族蛋白，是调控细胞内囊泡运输的关键分子。之前的研究已提示，TBC1D23对于将下游激酶TBK1（TANK-binding kinase 1）从内体运输到反式高尔基体网络（trans-Golgi network, TGN）至关重要，而这一步是STING信号完全激活所必需的。但TBC1D23在生理状态下，特别是在对抗肿瘤的“实战”中，究竟扮演什么角色，一直不甚明了。这项研究深入探索了TBC1D23如何作为STING信号的“物流指挥官”，在黑色素瘤的免疫监视中发挥不可或缺的作用。
研究人员综合利用了生物信息学分析、基因工程小鼠模型、细胞分子实验和多组学技术。首先，他们通过分析癌症基因组图谱（TCGA）等公共数据库，并结合黑色素瘤组织微阵列（由上海奥突斯生物科技有限公司提供）的多重免疫荧光染色，发现了TBC1D23表达与患者预后及免疫细胞浸润的相关性。在机制探索上，他们使用了TBC1D23条件性基因敲除小鼠（由四川大学陈路教授惠赠），构建了黑色素瘤移植模型，并使用STING激动剂DMXAA进行干预。通过流式细胞术、免疫组织化学/多重免疫荧光染色、RNA测序（RNA-seq）等技术，系统分析了肿瘤微环境中的免疫细胞组成、功能状态及基因表达变化。在细胞层面，研究从小鼠骨髓中提取并培养了原代骨髓来源巨噬细胞（Bone marrow-derived macrophages, BMDMs），并利用B16F10-OVA黑色素瘤细胞系与OT-I小鼠来源的抗原特异性CD8? T细胞共培养体系，深入探究了TBC1D23在巨噬细胞活化、抗原提呈以及T细胞杀伤功能中的具体作用。
高TBC1D23表达与黑色素瘤中免疫细胞浸润增加相关
研究人员通过对临床数据的分析发现，虽然黑色素瘤组织中TBC1D23的表达与癌旁组织相比无显著差异，但TBC1D23高表达的患者总生存期、无事件生存期和进展后生存期均显著优于低表达患者。进一步利用CIBERSORT算法估计肿瘤免疫浸润发现，TBC1D23高表达组中CD4? T细胞、CD8? T细胞和自然杀伤（NK）细胞的浸润水平更高。对患者组织样本的分析也证实，肿瘤内TBC1D23阳性细胞的数量与CD8? T细胞的数量呈正相关。这些结果提示，TBC1D23的高表达与更活跃的抗肿瘤免疫状态和更好的临床预后相关。
TBC1D23对STING介导的抗肿瘤效应至关重要
为了验证TBC1D23的功能，研究者在野生型（WT）和TBC1D23敲除（KO）小鼠中建立了B16F10黑色素瘤模型，并使用STING激动剂DMXAA进行治疗。结果显示，在不使用DMXAA时，两组小鼠的肿瘤生长无显著差异；然而，在使用DMXAA后，TBC1D23敲除小鼠的肿瘤生长显著加快，肿瘤体积和重量均大于野生型小鼠。对肿瘤组织的免疫组化分析显示，DMXAA能显著增加野生型肿瘤中磷酸化STING（pSTING）和磷酸化STAT1（pSTAT1）阳性细胞的比例，而这在TBC1D23敲除小鼠中被几乎完全逆转。这直接证明TBC1D23是STING通路在体内发挥抗肿瘤作用所必需的。
TBC1D23对STING介导的CD8? T细胞激活和募集至关重要
通过对肿瘤浸润CD45?免疫细胞进行转录组测序，研究发现DMXAA处理在野生型小鼠中能上调抗原提呈、干扰素应答、趋化因子以及T/NK细胞活化相关基因的表达，而TBC1D23的缺失则大幅削弱了这种上调。流式细胞术和多重免疫荧光染色结果一致表明，DMXAA能显著增加野生型肿瘤中CD45?总免疫细胞、巨噬细胞以及CD8? T细胞的浸润，并提高具有细胞毒性的颗粒酶B（GZMB）阳性CD8? T细胞的比例，但这些效应在TBC1D23敲除小鼠中均被严重削弱。进一步的体内细胞追踪实验也证实，TBC1D23缺失损害了DMXAA诱导的CD8? T细胞向肿瘤部位的募集。
TBC1D23促进STING依赖的趋化因子产生
研究在细胞层面揭示了TBC1D23调控免疫细胞募集的分子机制。用DMXAA刺激野生型和TBC1D23敲除的骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）并进行RNA测序，发现TBC1D23缺失显著下调了与I型干扰素信号通路相关的基因集。定量PCR验证显示，DMXAA诱导的关键趋化因子，如Ccl5、Cxcl9、Cxcl10和Cxcl11的mRNA表达，在TBC1D23敲除的BMDMs中显著降低。这表明TBC1D23通过增强STING-IFN-I轴，正调控了招募CD8? T细胞所必需的趋化因子网络。
TBC1D23增强STING介导的抗原提呈
除了募集免疫细胞，激活的STING信号还能促进抗原提呈细胞（Antigen-presenting cells, APCs）的成熟。研究发现，DMXAA处理能显著上调野生型BMDMs表面MHC-II和共刺激分子CD86的表达，而TBC1D23缺失抑制了这种上调。更重要的是，利用表达卵清蛋白（OVA）的B16F10细胞（B16F10-OVA）模型，研究发现来自DMXAA处理的野生型BMDMs的条件培养基，能显著增强肿瘤细胞表面MHC-I-OVA肽复合物（H2-Kb-SIINFEKL）的表达，从而更有效地被OVA特异性的OT-I CD8? T细胞识别和杀伤。而来自TBC1D23敲除BMDMs的条件培养基则效果大减，且这种差异可被I型干扰素受体（IFNAR）阻断抗体所消除。共培养实验直接证明，TBC1D23的缺失削弱了CD8? T细胞的活化（GZMB和CD107a表达降低）及其对肿瘤细胞的杀伤能力。
归纳与讨论
综上所述，该研究通过多层次的实验，确立TBC1D23是STING-IFN-I信号通路和抗肿瘤免疫的一个关键性正调节因子。其作用机制在于，TBC1D23通过协调TBK1从内体到高尔基体的运输，确保了STING信号的充分激活。这进而增强了I型干扰素和下游趋化因子的产生，促进了巨噬细胞的免疫刺激表型成熟，并提高了肿瘤细胞的抗原提呈能力。最终，这一系列变化共同优化了肿瘤微环境，导致细胞毒性CD8? T细胞的有效浸润、活化和杀伤，从而抑制肿瘤生长。反之，TBC1D23的缺失会导致该调控轴心失灵，加速黑色素瘤进展。
这项研究的重要意义在于：首先，它从细胞器运输和空间调控这一新颖角度，揭示了STING信号通路在肿瘤免疫中一个此前未被充分认识的关键调控环节，拓宽了对该通路生理功能的理解。其次，研究将TBC1D23的表达水平与临床预后、免疫微环境特征直接关联，提示其可能作为预测黑色素瘤患者免疫治疗响应的潜在生物标志物。最后，也是最具启发性的一点，当前大多数STING靶向疗法直接激动STING蛋白本身，可能引发较强的副作用。本研究提出了一种替代策略：通过增强TBC1D23-FAM21或FAM21-TBK1等内源性“物流”复合物的相互作用，特异性地放大STING-IFN-I这条有益的抗肿瘤分支信号，而不过度影响其他可能引起毒性的分支（如NF-κB通路），这为开发更精准、安全的STING通路靶向免疫疗法提供了全新的理论依据和潜在的干预靶点。
