研究人員揭示組織駐留與腫瘤浸潤CD8+T細胞轉錄調控機制

　　2019年9月17日，梅奧診所（Mayo Clinic）的孫杰團隊在Immunity 期刊上發表了題為“The transcription factor Bhlhe40 programs mitochondrial regulation of resident CD8+ T cell fitness and functionality”的論文，闡明了在轉錄因子Bhlhe40調控下的一系列表觀遺傳修飾與代謝過程對于Trm與TIL細胞發揮功能和免疫檢查點阻斷治療響應性有重要作用，并根據這一機制，通過體外篩選獲得了一組促進腫瘤浸潤CD8+T細胞組織駐留功能從而有效抑制實體腫瘤生長的小分子化合物，有望對腫瘤免疫治療起到有效促進。

　　首先通過對腫瘤病人臨床樣本以及小鼠CD8+ T細胞分析，研究者發現相較于循環或免疫器官中的CD8+ T細胞，Trm與TIL細胞均高表達轉錄因子Bhlhe40及其相關基因簇。對于Bhlhe40缺失小鼠進行病毒感染以及腫瘤接種，研究者發現在流感病毒感染過程中，Bhlhe40缺失并不影響效應性CD8+ T細胞與脾臟記憶性CD8+ T細胞的功能，卻特異性地降低了肺中的Trm細胞數量，從而使得Bhlhe40缺失小鼠在二次流感感染中難以得到由Trm細胞介導的有效保護。而在皮下接種腫瘤實驗中，作者發現Bhlhe40缺失CD8+ T細胞在腫瘤生長后期顯示出了較差的抗腫瘤能力，從而難以有效抑制腫瘤生長。通過對于Bhlhe40上游信號分析，作者發現PD-1-PD-L1信號通路顯著抑制Bhlhe40表達，并且Bhlhe40缺失的荷瘤小鼠對于PD-L1抗體治療并不響應，這也預示Bhlhe40在TIL細胞中的表達水平有潛力成為免疫檢查點阻斷治療效果的預測指標。

　　作者進一步對Bhlhe40的作用機制進行了研究，通過RNA-seq以及代謝組學分析， 作者發現Bhlhe40作為轉錄因子，可以結合在一系列線粒體相關基因啟動子上，從而調控線粒體氧化呼吸功能；Bhlhe40缺失CD8+ T細胞下調了包括三羧酸循環等線粒體代謝途徑，從而使得代謝中間產物乙酰輔酶A (Ace-CoA) 產生受阻。Ace-CoA除作為代謝中間產物完成細胞能量代謝外，仍具有重要的的調控作用， 是表觀遺傳調控中組蛋白乙酰化修飾（基因轉錄活化的前提條件）的重要底物，因此Bhlhe40缺失CD8+ T細胞中細胞因子與效應分子基因轉錄均因此受到了影響，從而導致了Trm與TIL細胞的功能損傷。為了彌補由于Bhlhe40缺失引起的Trm與TIL細胞功能損傷，作者通過體外實驗篩選表觀遺傳調控化合物庫，發現組蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制劑Tubastatin-A 與乙酸鈉（組蛋白乙酰化另一重要底物）聯合使用（TA/AC）可以有效促進Bhlhe40缺失CD8+ T細胞效應功能與組織駐留能力，并能夠提升正常CD8+ T細胞的這一系列能力。

　　該項研究表明非淋巴組織與腫瘤中駐留的CD8+ T細胞通過上調轉錄因子Bhlhe40的表達水平來維持自身的代謝與表觀遺傳修飾，從而有效響應再次感染以及腫瘤免疫檢查點治療；并且通過這一機制，為日后腫瘤免疫治療效果預測以及藥物篩選提供了新思路。