胆固醇并非“一无是处”?科学家发现肿瘤细胞能直接上调胆固醇的表达,揭示细胞外囊泡的更多作用( 二 )


但是,对于肿瘤细胞如何利用自身的未折叠蛋白响应信号,去影响周围的细胞特别是免疫细胞 , 目前人们还知之甚少 。

胆固醇并非“一无是处”?科学家发现肿瘤细胞能直接上调胆固醇的表达,揭示细胞外囊泡的更多作用

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(来源:Cell Metabolism)
而本次工作发现: 肿瘤细胞的这种响应信号 , 可以跨细胞影响免疫细胞 , 进而阻止免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤 。这也说明,在肿瘤这样复杂的疾病中,内质网应激信号是可以在不同细胞之间传递的 。
据介绍,在未折叠蛋白响应通路之一的 IRE1α 下游,XBP1 是非常重要的转录因子,承担着将内质网应激信号报告给细胞核的作用 。
当发生内质网应激时,IRE1α 的激活能导致 XBP1 mRNA 的特异性剪接,这种剪接会导致具备转录因子活性的 XBP1 蛋白的产生 。XBP1 继而进入细胞核,与 DNA 上的某些特定基因片段结合 , 进而启动它们的转录 。
此次研究发现在肿瘤细胞中,对于一些参与胆固醇合成的酶的基因转录的启动子区,XBP1 能直接和其进行结合 。通过上调这些基因的表达,可以提高肿瘤细胞合成胆固醇的能力 。
表示:“关于未折叠蛋白响应可以影响脂质合成的发现 , 以前也有过不少报道 。但是,XBP1 直接上调胆固醇合成酶的表达,是我们首次发现的 。”

胆固醇并非“一无是处”?科学家发现肿瘤细胞能直接上调胆固醇的表达,揭示细胞外囊泡的更多作用

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(来源:Cell Metabolism)
对于肿瘤相关临床数据库的分析显示,XBP1 在多种肿瘤组织中是高表达的,这暗示着其可能与肿瘤的发生发展,存在一定相关性 。
研究中,该团队将小鼠黑色素瘤细胞系 B16.F10(以下简称 “B16”)和结肠癌细胞系(MC-38),移植到小鼠皮下 。待其成瘤后检测,确实能观察到 XBP1 的表达 。这说明,肿瘤细胞发生了内质网应激,启动了未折叠蛋白响应 。
然而在免疫缺陷小鼠中 , 缺失 XBP1 的肿瘤细胞的生长速率并不受影响,只在接种到免疫系统完整的小鼠身上,才表现出明显慢于野生型细胞成瘤的速率 。这说明,肿瘤细胞的 XBP1 能通过某种方式来影响免疫系统,从而促进肿瘤生长 。
事实上 , 肿瘤组织极为复杂,存在不同类型免疫细胞的浸润 。目前,肿瘤微环境、特别是肿瘤免疫的相互调节,已受到学界的广泛关注 。近来颇为热门的肿瘤免疫疗法,正是基于上述理论 。
肿瘤细胞能分泌大量的功能分子,这些分子可以影响免疫细胞活性 。反过来,免疫细胞也能调控肿瘤细胞 。而免疫细胞和肿瘤细胞之间也在相互影响,就像是一场“混战”,其间不乏各种“明争暗斗”和“卧底伪装” 。
课题组还发现,肿瘤细胞中 XBP1 的缺失,会显著下调肿瘤组织中的骨髓来源抑制性细胞的比例,同时还伴有 CD8+T 细胞比例的增加 。
此外,XBP1 的缺失还会降低肿瘤组织中胆固醇的含量,这和前文所述的 XBP1 会促进胆固醇合成关键基因转录是一致的 。
有趣的是,体外实验和体内实验都证实了如下规律:在骨髓来源抑制性细胞的扩增和活化中 , 胆固醇起着重要作用 。由于骨髓来源抑制性细胞是一类免疫抑制细胞,而此前研究以及本次实验数据均表明,其能抑制 CD8+T 细胞的活性 , CD8+T 细胞则能杀伤肿瘤细胞 。
打个比方 , 肿瘤细胞趁着内质网蛋白质“加工厂告急”,“挪用”未折叠蛋白响应信号分子 XBP1 制造胆固醇,而这些胆固醇还能“出口”到骨髓来源抑制性细胞,“吃饱喝好”的骨髓来源抑制性细胞数量增加了、活性也增强了 , 于是针对 CD8+T 细胞对肿瘤细胞的打击,发出了猛烈反击 。

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