曹雪涛院士团队再发文：改善癌症免疫治疗的潜在靶点

2024年10月14日，中国医学科学院曹雪涛院士团队在期刊《Journal of Hematology & Oncology》发表了题为“NPM1 inhibits tumoral antigen presentation to promote immune evasion and tumor progression”的研究论文，该研究发现NPM1抑制肿瘤抗原呈递，促进免疫逃避和肿瘤进展。在各种人类肿瘤中，高水平的NPM1表达预示着低存活率。NPM1的缺失抑制了肿瘤的进展，提高了荷瘤小鼠的存活率。Npm1缺陷肿瘤显示CD8+ T细胞浸润和激活增加，同时免疫抑制细胞的存在减少。Npm1缺乏增加MHC-I和MHC-II分子和特异性T细胞杀伤。从机制上讲，NPM1与转录因子IRF1结合，然后隔离IRF1与Nlrc5和Ciita启动子的结合，抑制肿瘤细胞中IRF1介导的MHC-I和MHC-II分子的表达。综上所述，肿瘤固有的NPM1通过抑制IRF1介导的抗原呈递来促进肿瘤免疫逃避，从而损害肿瘤免疫原性并重新编程免疫抑制TME。该研究确定NPM1是改善癌症免疫治疗的潜在靶点。

https://jhoonline.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13045-024-01618-6#auth-Xuetao-Cao-Aff1-Aff2

背景信息

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恶性细胞已经进化出多种策略，通过逃避免疫系统的识别和抑制抗肿瘤反应来促进肿瘤进展，这是癌症公认的特征。许多肿瘤内在的改变促进了免疫逃避，导致对免疫检查点阻断（ICB）等免疫疗法的抵抗。这些改变包括降低肿瘤抗原性、丢失抗原呈递分子、干扰素信号通路缺陷以及实施免疫逃避的致癌信号通路。同时，外部因素，如重新编程的免疫抑制性肿瘤微环境（TME），也在逃避宿主免疫系统的监视和促进肿瘤进展方面发挥着重要作用。激活免疫抑制性TME可能改善肿瘤抗原性、T细胞浸润或反应以及癌症免疫疗法的疗效。因此，揭示支持肿瘤免疫逃避和重新编程免疫抑制性TME的隐藏机制有潜力极大地推进我们对肿瘤-宿主相互作用的理解，并提高免疫疗法的疗效。

核仁是核内一种常见的亚结构，主要功能是参与核糖体的生成。核糖体的生成通常在肿瘤细胞中被过度激活，这是100多年前发现的肿瘤的一个重要特征。核仁异常与多种病理情况有关，包括癌症。通过对核仁蛋白质组的质谱分析，已经鉴定出数百种核仁蛋白质，这些蛋白质的功能与发生在核仁内的生物过程相一致。核仁是无膜的动态结构，这反映在核仁蛋白质在该结构与周围核质之间活跃地穿梭流动。因此，核仁蛋白质有可能直接影响各种核功能。迄今为止，已观察到肿瘤中各种核仁蛋白质的异常表达和突变。然而，核仁蛋白质在肿瘤免疫逃逸中发挥的作用和机制尚不清楚。

Npm1缺乏会抑制体内肿瘤的生长

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研究人员首先分析了TCGA数据库中公开可用的数据，以研究肿瘤进展情况。与非肿瘤样本相比，NPM1 mRNA在多种人类肿瘤类型中均有升高，包括COAD（结肠腺癌）、LIHC（肝细胞癌）、HNSC（头颈部鳞状细胞癌）、LUAD（肺腺癌）和KIRP（肾乳头状细胞癌）。此外，总体生存分析表明，在多种人类肿瘤中，高水平的NPM1预示着较低的生存率。这些结果表明，NPM1促进人类肿瘤进展。

为了阐明NPM1对肿瘤进展和抗肿瘤免疫反应的影响，研究人员利用CRISPR-Cas9系统敲除了三种小鼠肿瘤细胞系（结肠癌MC38、黑色素瘤B16F10和肺癌LLC）中的Npm1基因。通过免疫印迹确认了敲除效率。然后将野生型或Npm1缺陷的肿瘤细胞通过皮下注射注射到同种野生型小鼠体内，并监测肿瘤生长。研究人员发现，在MC38、B16F10和LLC肿瘤细胞中失去NPM1显著降低了肿瘤生长，并延长了肿瘤小鼠的生存时间，与对照组相比。因此，Npm1缺乏在多种小鼠肿瘤模型中显著抑制肿瘤生长，为NPM1在体内促进肿瘤进展提供了额外的证据。

NPM1与人类和小鼠肿瘤的进展有关

Npm1缺乏促进CD8+T细胞进入肿瘤

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流式细胞术分析证实，与对照组相比，Npm1缺失的MC38肿瘤和LLC肿瘤中CD45+免疫细胞浸润和CD4+T细胞、CD8+T细胞的比例增加。同时，MC38肿瘤和LLC肿瘤中自然杀伤细胞(NKs)和树突状细胞(DCs)的比例没有显著差异；只有LLC肿瘤中髓系抑制细胞(MDSCs)的比例在流式细胞术分析中减少。免疫组织化学(IHC)染色证实，Npm1缺失的MC38肿瘤中CD8+T细胞浸润显著增加。

为了确定增强的CD8+T细胞渗透对缺乏Npm1的肿瘤抑制作用的贡献，研究人员使用了一种基于抗体的CD8+T细胞耗竭方法，发现CD8+T细胞耗竭显著消除了缺乏Npm1的肿瘤的生长延迟。

此外，为了考虑肿瘤大小引起的偏差，研究人员在同一天将野生型和Npm1-缺乏的肿瘤细胞皮下注射，并在5天后分别切除以使实验终点时的肿瘤大小相等。随后的CyTOF分析重现了免疫细胞在TME中的渗透差异，包括CD8+ T细胞、CD4+ T细胞和DCs的显著富集，以及与对照组相比，Npm1-缺乏肿瘤中几种肿瘤相关巨噬细胞（TAM）亚群数量的减少。

这些结果进一步证明，Npm1缺乏会通过促进CD8+T细胞的浸润来重新编程免疫原性肿瘤微环境，从而控制Npm1缺乏肿瘤的生长。

结论

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本研究结果揭示了核仁蛋白NPM1以前未被发现的特性，即通过抑制IRF1-介导的Nlrc5和Ciita转录，促进肿瘤进展和免疫逃避，最终抑制肿瘤细胞MHC-I和MHC-II的表达，降低肿瘤的免疫原性。Npm1-缺陷的肿瘤显示出更高的CD8+T细胞和CD4+T细胞浸润，以及更少的免疫抑制细胞，这表明NPM1在重编程免疫抑制性TME方面发挥着关键作用。

本研究结果指出了改善免疫疗法效果的有希望的靶点，并揭示了核仁蛋白作为肿瘤内在因素如何重编程TME并促进肿瘤免疫逃避。（转化医学网360zhyx.com）

【参考资料】

https://jhoonline.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13045-024-01618-6#auth-Xuetao-Cao-Aff1-Aff2

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