《科学·免疫学》:科学家发现,CNTN4-APP竟是抑制T细胞抗癌免疫的信号通路!

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作为人体内抗击癌症的主力军,理想状态下的CD8+T细胞应该是“闻战则喜”,见到癌细胞就化身虎狼之师开始杀伤才合理。但看了这么多年的科研,奇点糕只能说一句理想很丰满、现实超骨感了,更多时候的场面其实是癌细胞能把CD8+T细胞整“萎了”,而导致这种结果的调控机制当然也不止PD-1/L1通路,不然免疫检查点抑制剂们就不会时常碰壁了。


近日,韩国研究者们在Science Immunology期刊发表的研究成果[1],就揭示了癌细胞通过细胞接触反制理想状态下的又一重机制:人体内多种实体瘤都存在连接蛋白-4(CNTN-4)的过表达,它会与T细胞表面的淀粉样前体蛋白(APP)结合,抑制T细胞与癌细胞接合(conjugation)并下调T细胞激活状态,因此CNTN4-APP也是值得靶向的免疫抑制性通路。


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论文首页截图


如果有读者对阿尔茨海默病(AD)比较熟悉,那应该不会对CNTN4和APP感到陌生,毕竟APP的全名就足够说明它和AD有着密切联系了,学界近年来对它们的研究也主要聚焦在神经科学领域[2],这一下子跳到癌症还真是不小的跨界。但韩国研究者们的初步分析就显示,至少有13种实体瘤(共分析21种)组织的CNTN4强阳性(≥1+)率超过了50%


这么看来,该说是CNTN4在癌症领域被大家熟视无睹得太久了。研究者们随即敲除癌细胞的Cntn4或使其过表达,发现癌细胞增殖速率、迁移能力和侵袭性等关键特征并未显著改变,但过表达Cntn4会使癌细胞的凋亡通路和TNF-α等炎症应答通路显著下调;而用重组CNTN4蛋白处理激活T细胞,可直接抑制T细胞增殖和细胞因子分泌两大关键功能,效果甚至比重组PD-L1更强。


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CNTN4在多种实体瘤中存在过表达,且可抑制T细胞功能


进一步的实验和染色质免疫沉淀(ChIP)分析显示,重组CNTN4抑制T细胞的机制主要是在T细胞激活时阻碍转录因子p65和NFATc1转位入核,结合到IFN-γ和TNF-α两大关键细胞因子的编码基因启动子部位,同时CNTN4还会通过抑制关键蛋白的磷酸化,干扰T细胞受体(TCR)信号级联,而研究者们专门开发的抗CNTN4单抗就可逆转上述过程。


CNTN4抑制T细胞功能的罪行这就算实锤了,而实体瘤组织内过表达CNTN4的又是癌细胞,那T细胞表面肯定得有与CNTN4发生相互作用的受体,一个巴掌拍不响嘛。于是研究者们采用在人类质膜蛋白库中筛选的方法,找到了两种能与CNTN4结合的APP同源异构体(APP770/751),重组CNTN4与表达APP的T细胞结合,其实也就像PD-1/L1一样


而特异性敲除T细胞的App,就可显著增强T细胞对癌细胞的黏附能力、细胞毒性及T细胞本身的增殖能力,全方面上调抗肿瘤免疫应答,且APP和CNTN4在细胞外的相互作用可能对T细胞功能影响更明显;而以APP为靶标设计的单抗,也可以起到与抗CNTN4单抗相似的抑癌效果,这也和既有PD-1抑制剂、又有PD-L1抑制剂是同样的道理


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抑制APP同样可增强抗肿瘤免疫应答


最后,研究者们分析了胃癌、肺癌等常见实体瘤患者的数据,证实CNTN4表达水平与免疫激活标志物(GZMB、CXCL9/10等)及接受免疫治疗患者的生存预后大多呈负相关性,APP表达水平也与患者治疗应答有关,说明CNTN4-APP相互作用也有可能参与了当前免疫治疗的耐药,而抗CNTN4或抗APP单抗既可以与PD-1/L1抑制剂协同增效,也有望作为免疫后线治疗使用,特别是对CNTN4或APP高表达、当前预后可能较差的患者。


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CNTN4/APP表达水平当前的临床意义