《细胞》子刊:脑洞大开!中国科学家发现NAD+代谢物促进癌细胞表达PD-L1,NAD+前体联合PD-L1抑制剂能提升免疫治疗效果

有时候你真是意料不到,什么和什么会在什么时候产生关联。
广为人知的抗衰老途径NAD+,这次和癌症产生了联系。
第二军医大学王红阳院士/杨文教授课题组发现,NAD+代谢竟然可以通过调节免疫检查点PD-L1的表达,驱动肿瘤免疫逃逸,促进肿瘤生长!反之,利用这个特点,补充NAD+前体也可以增加肿瘤对免疫治疗的敏感性,提升治疗效果
这项研究发表在《细胞代谢》杂志上[1],吕洪伟、吕桂帅、陈赐安为共同第一作者。看这半边红脸半边白脸,还真是挺形象地说明了NAD+促癌又协同免疫治疗的两面性。
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《细胞代谢》封面设计
有关NAD+和衰老,我们此前曾经写过一篇文章进行详细的介绍,感兴趣的读者可以点进去瞧一瞧。
简单来说,NAD+,也就是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,是细胞内能量代谢和信号转导的关键介质,参与非常多的生物过程,比如DNA修复、炎症和蛋白质乙酰化[2]。NAD+水平会随着年龄增长逐渐降低,所以补充NAD+也成了抗衰老的一种思路,前一阵儿火得不行的NMN就是NAD+的一种前体物质
不过恐怕很少有人知道,NAD+和癌症之间也有关系。
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NAD+的生物合成途径
去年,美国Wistar研究所就发现,NAD+代谢控制了衰老细胞的促炎分泌,补充NAD+有可能会促进衰老细胞分泌炎性因子,刺激肿瘤细胞生长[3]。在肿瘤组织中,NAD+的生物合成也经常会上调[4]。
那么,NAD+和癌症之间具体的关系是怎么样的,我们又是否能够利用它来治疗癌症呢?
研究者通过短发卡RNA和基因编辑手段,限制了小鼠肝癌细胞中NAMPT的表达,NAMPT是NAD+合成的限速酶,这也就是限制了肝癌细胞中NAD+的水平。这些癌细胞被接种到免疫缺陷小鼠的皮下。
神奇的事情出现了,NAMPT缺陷,也就是NAD+水平较低的组中,小鼠体内肿瘤明显要比对照组更小!通过药物抑制NAMPT也可以抑制肿瘤的生长。反之,如果给小鼠喂食NMN,则会显著促进肿瘤的生长
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可见抑制NAD+合成可以抑制肿瘤生长
补充NMN则会促癌
进一步研究显示,这中间主要是CD8+T细胞产生了变化。NAMPT缺陷的肿瘤中,CD8+T细胞浸润增加,而且T细胞的功能也更强;反之,补充NMN则限制了CD8+T细胞浸润,T细胞的激活和抗肿瘤活性也受到了限制。显然,NAD+代谢通路会调节CD8+T细胞的功能。
怎么说呢,觉不觉得这一套很眼熟?
就很容易令人想到免疫检查点!
既然NAD+的促癌功能与T细胞有关,那么研究者先检测了NAD+是否影响T细胞相关的免疫检查点表达,结果发现还真就是刚刚拿诺奖的PD-L1变化最明显!
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PD-1/PD-L1水平差异最大
这背后的机制也被研究者全部捋清除了,不过比较复杂,所以我们就不仔细描述过程了,简单概述一下这条通路,NAD+代谢通过α-酮戊酸(α-KG)维持Tet1的活性和表达,同时IFN-γ激活Stat1促进Tet1与Ifr1结合、去甲基化,最终增加PD-L1表达。这条通路在多个癌种中都得到了证实。
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机制通路
看到这里可能很多读者要哀叹,NAD+怎么还是个反面角色。不过不用担心,研究者一招反间计使出去,它也是能够为我们利用滴。
首先,既然NAD+能够促进PD-L1表达,PD-L1又是预测免疫检查点抑制剂疗效的重要指标之一,那么NAD+水平或者是NAMPT水平,应该也可以一定程度上预测免疫治疗的效果
研究者在小鼠中发现,NAMPT表达水平果然与PD-L1抗体疗效正相关。他们还调查了一组经过PD-1抑制剂治疗的33名黑色素瘤患者,发现NAMPT高表达患者明显疗效更好
其次,NAD+能够促进PD-L1表达,或许对于那些PD-L1表达很低、对免疫治疗不敏感的肿瘤来说,NAD+反而可能是对免疫治疗的一种补强!
果然,研究者在小鼠中进行了相应的治疗之后发现,无论原发性还是继发性免疫治疗耐受的肝癌、胰腺癌和肺癌在补充NMN后,PD-L1抑制剂的疗效显著增强,浸润T细胞数量明显更多,肿瘤也缩小了很多。
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NMN联合PD-L1抑制剂显著抑制免疫治疗耐受肿瘤的生长
可见这事物要从两面看,看似唱白脸的NAD+,如果用好了,也能翻身唱红脸哇!
编辑神叨叨
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