更新时间 2024-04-03 15:49:21
近日,空军军医大学附属西京医院赵晓迪、王新、聂勇战、卢瑗瑗团队发表的最新重磅研究,就首次阐明了牛磺酸在癌症中的重要影响:癌细胞会通过与CD8+T细胞竞争牛磺酸,导致CD8+T细胞陷入耗竭状态乃至死亡,压制抗肿瘤免疫应答!
研究显示,癌细胞会过表达牛磺酸转运体SLC6A6,从而在竞争牛磺酸时占据上风,而缺少牛磺酸会增加CD8+T细胞的内质网应激水平,促使转录因子ATF4水平上升,进而上调多个免疫检查点的表达,诱导T细胞耗竭乃至死亡,导致肿瘤免疫逃逸,对癌症患者的预后不利;补充牛磺酸则能够重新激活耗竭的CD8+T细胞,增强化疗和免疫治疗的效果[1]。
论文核心内容总结
相比起广为人知的提神功效,科学界对牛磺酸在癌症和抗肿瘤免疫中的影响还所知不多[2],虽说此前有一些基础研究显示,牛磺酸具有诱导癌细胞凋亡的能力[3],并能通过影响CD8+T细胞的功能和增殖,参与调控抗肿瘤免疫应答[4],但癌细胞会跳出来争抢牛磺酸,以此压制CD8+T细胞来占据上风,就是本次研究的全新发现了。
西京医院研究者们本次的探索,从素以恶性程度高、易复发转移的胃癌展开:研究者们分析了6例经手术切除和辅助化疗,但仍在术后2年内复发的患者肿瘤样本,寻找初治肿瘤和原位复发肿瘤表达存在显著差异的基因(DEGs),而其中如果有介导营养物质转运的溶质载体转运蛋白(SLCs),就作为重点怀疑对象进行深入审查,毕竟消化道是它们的主场。
基于上述思路,研究者们发现DEGs中赫然就有负责转运牛磺酸的SLC6A6,它的表达上调与外部数据库中胃癌患者的生存预后不良【包括总生存期(OS)、无进展生存期(PFS)和无复发生存期(RFS)】显著相关;对本院胃癌患者的分析也显示,SLC6A6在胃癌组织中表达水平较周围正常组织显著更高,且与淋巴结转移、远处转移等不利因素都有正相关性。
而且在肝癌、胰腺癌、胶质母细胞瘤等多种治疗难度很大的癌症中,研究者们都发现SLC6A6高表达与患者不良预后有关,说明胃癌中的发现不是个别现象,那么就该看看SLC6A6及其调控的牛磺酸摄取,到底会产生哪些影响了。
研究者们首先敲除了胃癌细胞中的SLC6A6,发现癌细胞增殖、迁移和化疗耐药的能力都明显下降,使癌细胞整体转为恶性程度较低的表型,而SLC6A6过表达则会起到完全相反的作用来促癌;SLC6A6是否存在,也会直接影响癌细胞内外的牛磺酸水平,说明癌细胞并不怎么依赖内源性牛磺酸,经SLC6A6摄取进细胞内的牛磺酸才是主要来源。
但这一步实验的结论就意味着,直接补充牛磺酸可能会有“促癌”作用,和既往研究中牛磺酸抗癌就矛盾了,原因在哪呢?通过在免疫正常小鼠和裸鼠上分别进行实验,研究者们再度证实牛磺酸确实可改善CD8+T细胞激活状态和功能,但当CD8+T细胞等免疫细胞不存在时,补充牛磺酸就会促癌。那么在肿瘤微环境中,癌细胞和CD8+T细胞肯定会争抢牛磺酸。
分析显示,胃癌微环境中CD8+T细胞的SLC6A6表达水平相较其它SLCs更高,意味着CD8+T细胞更依赖SLC6A6来摄取牛磺酸,以维持自身存活和正常功能,但癌细胞可以靠着过表达SLC6A6抢来更多的牛磺酸;共培养实验也证实,CD8+T细胞争抢牛磺酸的能力比不过癌细胞,必须靠着外源性补充牛磺酸才能“重振雄风”、再度抑癌。
CD8+T细胞之所以会在缺乏牛磺酸时功能受限乃至更易凋亡,是因为牛磺酸缺乏会导致内质网应激和未折叠蛋白反应(UPR),进而激活PERK激酶(即EIF2AK3)来上调关键转录因子ATF4的基因表达水平;同时在转录层面,牛磺酸缺乏还会使正常情况下它通过PERK激酶调控JAK1-STAT3信号轴的能力减弱,这也会使ATF4蛋白水平上调。
ATF4的上调则会使CD8+T细胞内编码多个关键免疫检查点的基因,如PDCD1、CTLA4、TIGIT和TIM3表达水平上调,这就相当于让CD8+T细胞“自缚请降”、进入耗竭状态,抗肿瘤活性大幅减弱,而补充牛磺酸能够逆转上述影响,在与PD-1抑制剂联合使用时也有明显的协同增效性,牛磺酸增敏免疫治疗,实锤了。
牛磺酸缺乏使ATF4增多,进而调控免疫检查点表达和CD8+T细胞耗竭
此外研究者们还发现,转录因子SP1是上调胃癌细胞中SLC6A6表达水平的关键调控因子,而胃癌治疗中常用的化疗药物氟尿嘧啶,却偏偏会激活SP1的自身调控(即SP1蛋白结合到SP1基因启动子部位),使在化疗中存活的癌细胞SLC6A6表达上调,更能争抢牛磺酸;外源性补充牛磺酸也可逆转这种不利影响,还能保护CD8+T细胞,从两方面为化疗助力。
总而言之,癌细胞和CD8+T细胞围绕牛磺酸的这场争夺战,又是营养物质和代谢通路影响抗肿瘤免疫应答的经典案例,希望此次西京医院研究者们的发现能尽快向临床转化,开辟出一条用牛磺酸抗癌的新路子。当然还是那句老话,奇点糕的读者们可别轻易尝试“喝XX,抗癌症”的路数,现在还只是基础研究,牛磺酸该怎么用才对,还是等等未来的科研探索吧。
关于好安森糖尿病治疗仪
好安森糖尿病治疗仪系出“人民健康家庭系统工程”,属于“四大系统工程”之一的“有序生命信息场工程”。好安森糖尿病治疗仪运用“钱学森系统学原理”,由好安森首席科学家何月蓉院士团队领衔科研攻关,倾尽心血打造,是“中医现代化”成果产品之一。
参考文献:
[1]Cao T, Zhang W, Wang Q, et al. Cancer SLC6A6-mediated taurine uptake transactivates immune checkpoint genes and induces exhaustion in CD8+ T cells[J]. Cell, 2024.
[2]Ma N, He F, Kawanokuchi J, et al. Taurine and its anticancer functions: In vivo and in vitro study[J]. Taurine 12: A Conditionally Essential Amino Acid, 2022: 121-128.
[3]Zhang X, Tu S, Wang Y, et al. Mechanism of taurine-induced apoptosis in human colon cancer cells[J]. Acta Biochim Biophys Sin, 2014, 46(4): 261-272.
[4]Ping Y, Shan J, Liu Y, et al. Taurine enhances the antitumor efficacy of PD-1 antibody by boosting CD8+ T cell function[J]. Cancer Immunology, Immunotherapy, 2023, 72(4): 1015-1027.