HDAC10通过抑制ILF3-CXCL9轴来阻碍CD8+ T细胞的浸润与活化，从而削弱抗肿瘤免疫反应在膀胱癌中的功能

《Cancer Letters》：HDAC10 suppresses anti-tumour immunity by inhibiting ILF3-CXCL9 axis to block CD8+ T cell infiltration and activation in bladder cancer

　　

庄俊涛|于浩|陈宇涵|孙欢友|沈傲|蒋林静|白荣杰|谭正业|吕建城|白克新|王伟|杨海伟|杨晓|卢强

南京医科大学第一附属医院泌尿外科

摘要：

尽管免疫检查点阻断为膀胱癌患者带来了新的希望，但其总体缓解率仍然较低。在此背景下，CD8+T细胞的数量和功能状态在很大程度上决定了治疗效果。通过在我们机构组织队列中验证的整合生物信息学分析，我们发现组蛋白去乙酰化酶10（HDAC10）在膀胱癌中显著上调，并与CD8+T细胞浸润呈负相关。利用Hdac10-KO细胞系进行的体内实验表明，Hdac10-KO可显著抑制肿瘤生长，并促进CD8+T细胞的浸润和活性。从机制上讲，HDAC10去乙酰化了白细胞介素增强因子3（ILF3）的K342位点，从而促使WWP2对其进行泛素化降解。这降低了ILF3对CXCL9 mRNA稳定性的调控，进而减少了CXCL9的表达，削弱了CD8+T细胞的浸润和活化。值得注意的是，我们发现益生菌丁酸梭菌可通过增加短链脂肪酸丁酸来抑制HDAC10的表达，从而提高小鼠模型中膀胱癌的免疫疗法敏感性。本研究揭示了HDAC10导致膀胱癌免疫疗法耐受的具体机制，并提出了潜在的联合治疗策略。

引言

免疫疗法的最新进展改变了晚期膀胱癌的治疗方式。然而，由于缓解率较低以及个体间差异较大，其临床疗效仍存在局限。在肿瘤微环境中，各种复杂且相互关联的因素影响着抗肿瘤免疫反应和治疗效果。因此，阐明能够提升肿瘤对免疫疗法敏感性的机制，对于改善治疗效果具有重要的临床意义。

在肿瘤免疫调节中，CD8+ T细胞是抗肿瘤免疫的主要效应细胞，其数量和功能状态在很大程度上决定了抗肿瘤免疫的效率。CD8+ T细胞的浸润是由多种趋化因子共同调控的，包括CC、CXC、C和CX3C亚家族。其中，CXCL9已被确定为影响癌症免疫疗法预后的独立生物标志物。作为CXCR3的配体，CXCL9能够引导CD8+ T细胞定向迁移、局部浸润并激活其功能，从而增强抗肿瘤免疫作用。有研究显示，CXCL9与顺铂联用可增强结直肠癌和肺癌中的细胞毒性T淋巴细胞活性。此外，携带CXCL9的工程化外膜囊泡能够重新编程肿瘤细胞，显著增强T细胞的趋化性和活性，同时抑制膀胱癌和乳腺癌肿瘤的生长。因此，激活CXCL9/CXCR3轴是一种有望增强抗肿瘤免疫的策略。

最近的研究表明，翻译后修饰是决定抗肿瘤免疫的关键因素。作为最重要的翻译后修饰之一，乙酰化是调控肿瘤增殖、侵袭以及免疫疗法耐药性的重要机制。组蛋白去乙酰化酶是主要的去乙酰化酶，可分为四类：I类包括HDAC1、2、3和8；IIa类包括HDAC4、5、7和9；IIb类包括HDAC6和10；IV类为HDAC11。这些酶通过去乙酰化组蛋白和非组蛋白底物来调控多种生物过程。在抗肿瘤免疫方面，HDAC3通过抑制CXCL10介导的趋化作用来抑制抗肿瘤免疫反应，而HDAC5则通过去乙酰化p65来调节胰腺癌中的PD-L1表达及抗肿瘤免疫功能。不过，HDACs在膀胱癌抗肿瘤免疫调节中的作用尚未明确。

在本研究中，我们发现HDAC10在膀胱癌中过度表达，并与CD8+ T细胞浸润呈负相关。在C57BL/6小鼠中，Hdac10基因敲除可显著抑制肿瘤生长，同时增强CD8+ T细胞的浸润和活化。从机制上看，HDAC10主要是通过去乙酰化ILF3来调控趋化因子CXCL9的表达。此外，丁酸梭菌可通过增加丁酸的产生来降低HDAC10的表达，进而增强抗肿瘤免疫功能。

章节节选

体外分离和共培养CD8+T细胞

共培养系统按照先前描述的方法建立。首先，从中国Milecell Bio公司获取外周血单核细胞。然后，使用德国Miltenyi Biotec公司的CD8磁珠纯化CD8+T细胞，将其培养在添加了抗CD3（2μg/mL；美国Invitrogen公司）、抗CD28（1μg/mL；美国Invitrogen公司）以及重组IL-2（5ng/mL；美国Peprotech公司）的RPMI 1640培养基中。经过72小时的激活处理后，将CD8+T细胞与肿瘤细胞进行共培养。

HDAC10在膀胱癌中高表达并抑制CD8+ T细胞浸润

鉴于HDACs在抗肿瘤免疫中的重要作用，我们利用癌症基因组图谱数据库对膀胱癌中的所有HDAC进行了分析。结果显示，HDAC1-3、HDAC6、HDAC8和HDAC10在肿瘤中显著上调（图S1A），而HDAC1、HDAC6、HDAC10和HDAC11则与CD8+ T细胞浸润呈负相关（图1A）。通过免疫浸润评分和TIMER算法分析，发现HDAC1、HDAC6和HDAC10与免疫抑制性肿瘤相关。

讨论

虽然免疫检查点抑制剂已成为晚期尿路上皮癌的一线治疗手段，但其总体缓解率仍然不尽如人意，部分原因在于CD8+ T细胞浸润不足以及功能受到抑制。本研究表明，HDAC10在膀胱癌中通过抑制CD8+ T细胞的浸润和活化来负向调控抗肿瘤免疫功能。从机制上讲，HDAC10去乙酰化了ILF3，从而降低了ILF3对CXCL9 mRNA的稳定性调控。

结论

总之，HDAC10在膀胱癌中高表达，且与免疫疗法耐药性呈正相关。从机制上看，HDAC10通过促进ILF3蛋白的泛素化降解来降低CXCL9 mRNA的稳定性，进而减少CXCL9的表达，最终影响CD8+ T细胞的浸润和活化。值得一提的是，丁酸梭菌可通过产生丁酸来抑制HDAC10的表达，从而提高小鼠模型中膀胱癌的免疫疗法敏感性。

CRediT作者贡献说明

白克新：研究工作。王伟：研究工作。谭正业：研究工作。吕建城：研究工作。白荣杰：正式分析。沈傲：研究工作。蒋林静：研究工作。卢强：写作——审阅与编辑、监督、资源提供、资金获取、概念设计。陈宇涵：验证、研究工作。孙欢友：验证、研究工作。杨海伟：写作——审阅与编辑、监督、资源提供。庄俊涛：写作——初稿撰写、可视化处理。

伦理审批与知情同意

本研究已获得南京医科大学第一附属医院伦理委员会的批准。所有参与者均已签署书面知情同意书。

出版许可

本研究的所有参与者均已同意文章的发表。

数据与材料的可用性

本研究生成或分析的所有数据均包含在本文及其补充材料中。如有进一步疑问，可联系相应作者。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

资助情况

本研究得到了以下机构的支持：中国国家自然科学基金（项目编号：82273152、82503879）、非传染性疾病——国家科技重大专项（项目编号：2024ZD0525700）、中国博士后科学基金会资助项目（项目编号：2024M761211）、南京市博士后科学基金会资助项目（项目编号：2024BHS210）、江苏省自然科学基金（项目编号：BK20241128）、江苏省研究生科研实践创新计划（项目编号：SJCX24_0783）等。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

致谢

感谢Figdraw提供的绘图平台支持。