【bi血清代理】CD36通过引收氧化性脂和调控脂质过氧化抑制CD8 T细胞的抗肿瘤功能

肿瘤微环境强免疫抑制的未知机制是近年来的研究热点。

解答这些机理中的关健问题将在更多人群中进一步推进肿瘤免疫治疗的效力。代谢失调或代谢转变是肿瘤细胞的一大特征。近些年来大量的研究证据表明肿瘤微环境（the tumor microenvironment, TME）与正常组织环境或是血液有着显著不同的代谢表征【1,2】，而代谢通路如何调节肿瘤的免疫应答是一个重要的问题。肿瘤微环境的一个表征是脂代谢紊乱和失调，主要表现为脂质富集。增高的脂类吸收（包括脂肪酸，胆固醇）和细胞内中性脂质富集，不但抑制抗肿瘤的免疫应答，反而增强促肿瘤的免疫应答。受此影响的肿瘤浸润免疫细胞包括，抗原递呈的树突状细胞，中性粒细胞，髓系衍生抑制性细胞（MDSC），肿瘤相关巨噬细胞，调控性CD4 T细胞（Treg），以及细胞毒性CD8 T细胞。

2021年6月7日，索尔克研究所的Susan Kaech团队和德国肿瘤研究中心的崔国梁团队合作（徐仕昊博士为第一作者）在Immunity发表了题为Uptake of oxidized lipids by the scavenger receptor CD36 promotes lipid peroxidation and dysfunction in CD8+ T cells in tumors的论文。在文中，作者主要探讨了CD8 T细胞如何在脂代谢层面适应肿瘤微环境，以及其代谢变化如何影响其肿瘤杀伤的免疫反应。作者发现，在肿瘤微环境，诸类脂含量增高，尤其氧化性磷脂；肿瘤浸润CD8 T细胞 (CD8 TILs) 的胞内脂质含量上升。与此同时，功能失调的肿瘤浸润CD8 T细胞增高脂的膜受体CD36分子的表达。作者首次发现肿瘤浸润CD8 T细胞表面的CD36分子吸收氧化性低密度脂蛋白（OxLDL），激活脂质过氧化（lipid peroxidation），从而抑制CD8 细胞的效应功能。

首先为了弄明白肿瘤微环境包含哪些脂类及其浓度变化，作者利用小鼠皮下肿瘤模型，分离肿瘤组织液tumor interstitial fluid (TIF)，与分离的血清一起，进行了脂质的质谱检测。其结果显示多种脂肪酸（free fatty acids），酰基肉碱，和胆固醇酯在肿瘤组织液的含量显著升高。为了进一步了解肿瘤浸润CD8 T细胞对高脂的肿瘤微环境的应答，结合流式细胞术，作者检测了肿瘤浸润CD8 T细胞的脂摄取和胞内脂含量。结果发现，肿瘤浸润CD8 T细胞增强了对不同脂的摄取，包括脂肪酸、胆固醇，同时升高了胞内脂含量。不饱和脂肪酸易被自由基氧化，而氧化后的脂类不稳定，能介导氧化应激相关的和依赖于铁离子的程序性细胞死亡，又称铁死亡（ ferroptosis）。通过免疫组化染色，作者发现，相比正常组织，肿瘤含有更高的氧化性磷脂。同时，肿瘤浸润CD8 T细胞 升高了对OxLDL的吸收，以及脂的过氧化。这些结果表明，肿瘤浸润CD8 T细胞在高脂的肿瘤微环境确实有在脂代谢上的适应(adaptation)或是转变。

脂的跨膜转运通常依赖于各种脂的膜受体或转运子。通过结合基因组表达谱和流式细胞术，作者又发现，肿瘤浸润CD8 T细胞上调脂受体CD36的表达水平，在终末功能衰竭性CD8 T细胞（terminally exhausted CD8 TILs）尤甚。人源的肿瘤浸润CD8 T细胞也有相似的表征。为了了解CD36是否参于调控CD8 T细胞的抗肿瘤功能，作者利用CD36敲除的转基因小鼠模型，发现CD36敲除（Cd36-/-）的CD8 T细胞比野生型（Cd36+/+）CD8 T细胞有更强的抗肿瘤功能和活性。这些实验结果表明，高表达水平的CD36，不仅和肿瘤浸润CD8 T细胞的功能失调有相关性，而且直接参与调节CD8 T细胞的抗肿瘤功能。

CD36作为脂受体，在不同的细胞中参与了对各种脂类的结合和吸收。为了了解CD36是否在CD8 T细胞中结合某些特定的脂类，作者比较了Cd36-/- 和Cd36+/+细胞对各种脂的吸收。结果显示，相比于Cd36+/+细胞，Cd36-/-细胞在长链或中链脂肪酸或胆固醇的吸收，或是在胞内中性脂含量，或是脂脂酸的线粒体氧化，没有显著差别。但是，在对OxLDL的吸收上，Cd36-/-细胞有明显的降低。通过成像流式细胞术，作者发现，OxLDL与胞膜的CD36有共定位。这些实验结果表明，肿瘤浸润CD8 T细胞上的CD36分子参与对OxLDL的吸收。

为了进一步阐明CD36和OxLDL如何调控CD8 T细胞，作者发现OxLDL通过CD36抑制CD8 T细胞的效应功能。OxLDL对CD8 T细胞的免疫抑制功能是通过激活脂的过氧化及下游的p38激酶。为了检验是否能调控脂的过氧化来改变CD8 T细胞的抗肿瘤功能，作者在CD8 T细胞中过表达谷胱甘肽-过氧化脂降解酶（GPX4），并过继到载瘤小鼠中。结果显示，相比对照组，GPX4 过表达的CD8 T细胞表现出更强的肿瘤抑制活性，与之相伴的是更高的效应功能。

图1

氧化性脂类是炎症反应包括动脉粥样硬化的一个显著特征，但是它在肿瘤微环境中的作用并不清楚。该论文显示了肿瘤微环境中一种新的免疫抑制模式：通过高表达脂受体CD36，肿瘤浸润CD8 T细胞吸收氧化性低密度脂蛋白，升高脂质过氧化，增强p38激酶活性，从而丧失其抗肿瘤的效应功能（图1）。p38激酶最近也被发现参于负调控肿瘤浸润CD8 T细胞的抗肿瘤功能【3】。过高的过氧化脂可引发细胞的铁死亡。最近的另一论文发现了非常类似的结果：CD36通过调控脂质过氧化和细胞铁死亡抑制CD8 T细胞的抗肿瘤功能（详见BioArt报道：Cell Metab | 易庆团队揭示脂代谢分子CD36调节肿瘤内CD8+T细胞功能的新机制）【4】。大部分的脂肪酸或是其它脂类的运输依赖于脂蛋白或是白蛋白，而且肿瘤内凋亡细胞会产生大量高活性的氧化性脂。该研究结果进一步阐明了，氧化性脂或是氧化性低密度脂蛋白，通过CD8 T细胞高表达的脂受体CD36，激活p38从而影响CD8 T细胞的效应功能。基于脂质过氧化的铁死亡近几年在肿瘤学上引发广泛关注，而谷胱甘肽-过氧化脂降解酶GPX4是诱导铁死亡的一个关键靶点。该论文显示GPX4在CD8 T细胞的抗肿瘤活性也起重要作用。

至此，研究人员相信，基于抑制GPX4来诱导肿瘤铁死亡的治疗方案需要避开对CD8 T细胞的副作用。除了CD36在CD8 T细胞的作用，近些年其它的研究显示CD36可调控Treg 细胞在肿瘤中的脂代谢，存活和功能【5】；参与调节肿瘤干细胞的代谢和存活【6,7】，说明CD36可作为一个重要的多方位的肿瘤治疗耙点。

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参考文献

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