文獻解讀：腫瘤浸潤Treg細胞中負反饋環路調節免疫抑制功能的新機制

瀏覽次數：732　發布日期：2025-1-22　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

調節性T細胞是維持機體免疫穩態的CD4+ T細胞亞群，也是腫瘤微環境中免疫抑制屏障的主要構成細胞。因此，特異性地調控腫瘤微環境的Treg細胞使其功能與穩定性發生改變，將能夠促進腫瘤殺傷反應的發生。

2024年，上海交通大學醫學院上海市免疫學研究所李斌課題組及合作團隊在國際期刊Nature Communications在線發表了題為“FOXP3+ regulatory T cell perturbation mediated by the IFNγ-STAT1-IFITM3 feedback loop is essential for anti-tumor immunity”的研究論文。該研究首次提出了腫瘤浸潤Treg細胞中IFN-γ依賴的STAT1-IFITM3負反饋環路。此環路通過平衡STAT1與IFITM3的表達量進而維持腫瘤浸潤Treg細胞的免疫抑制功能，當該環路出現不平衡，則會引起Treg免疫抑制功能下降，促炎功能上升的功能擾動變化。

腫瘤浸潤Treg細胞中負反饋環路調節免疫抑制功能的新機制
圖片來源：《Nature Communications》
（https://www.nature.com/articles/s41467-023-44391-9）

研究材料
在本研究中，研究人員構建了Treg條件性敲除Ifitm3和Treg特異性敲除Stat1的小鼠，以及兩者雙敲的小鼠。Ifitm3f/fFoxp3YFP-Cre小鼠（cKO），Stat1f/fFoxp3YFP-Cre小鼠（SKO)，Stat1f/fIfitm3f/fFoxp3YFP-Cre（DKO）（其中Ifitm3f/f小鼠與Stat1f/f小鼠由賽業生物提供）進行體內研究。

研究方法
本研究采用體內體外研究相結合，通過臨床腫瘤患者樣本分析，小鼠腫瘤模型構建，腫瘤微環境免疫細胞流式分析，結合RNA-seq，ChIP，免疫共沉淀等生化實驗，評估IFNγ-STAT1-IFITM3負反饋環路對Treg細胞功能與穩定性所產生的調控作用。

技術路線
01 IFITM3缺失的Treg細胞會促進腫瘤殺傷反應
02 IFITM3結合JAK-STAT1復合體并抑制STAT1的磷酸化激活
03 IFITM3與STAT1形成相互調節的負反饋環路
04 IFNγ-STAT1-IFITM3負反饋環路調節腫瘤浸潤Treg細胞的免疫抑制功能

研究結果
1. IFITM3在Treg細胞中的缺失會增強腫瘤殺傷反應
研究人員在WT與cKO小鼠中構建了皮下MC38移植瘤型。結果顯示，與WT小鼠相比，cKO小鼠的皮下腫瘤體積明顯變小（圖1 a），腫瘤重量也明顯小于WT小鼠（圖1 b），荷瘤小鼠的生存曲線也出現了同樣的變化趨勢（圖1 c）。

cKO小鼠的腫瘤內浸潤著更高比例的CD8+ T細胞與NK細胞（圖1 d,e）。此外，cKO小鼠腫瘤中浸潤的Teff細胞與CD8+ T細胞顯示出增殖更強的現象（圖1 f）。通過流式檢測Teff細胞與CD8+ T細胞分泌的抗腫瘤細胞因子IFN-γ與TNF-α，研究人員發現，cKO小鼠腫瘤中浸潤的殺傷性細胞確實分泌了更多的抗腫瘤細胞因子（圖1 g,h）。這說明cKO小鼠腫瘤生長受到抑制的直接原因是cKO小鼠的腫瘤內浸潤了更多比例且殺傷能力更強的腫瘤殺傷性細胞。

腫瘤浸潤Treg細胞中負反饋環路調節免疫抑制功能的新機制
圖1 缺失IFITM3的Treg細胞促進腫瘤殺傷反應[1]

2. IFITM3結合JAK-STAT1復合體并抑制STAT1的磷酸化激活
IFITM3缺失的Treg細胞中，STAT1的蛋白水平顯著上升（圖2 a）。敲除IFTM3后，Treg細胞內STAT1的磷酸化（Tyr701）水平顯著上升（圖2 b,c）。同時，免疫熒光結果顯示，IFITM3缺失的Treg細胞內磷酸化STAT1水平上升，入核增加，且STAT1的蛋白量上升。提示IFITM3可能通過影響STAT1的磷酸化對STAT1的入核產生影響（圖2 d）。對WT與Ifitm3敲除的Treg細胞的ChIP-qPCR檢測結果顯示，Ifitm3敲除后，STAT1對其下游基因Ifi44與Psmb9的轉錄調節確實增強（圖2 e）。

腫瘤浸潤Treg細胞中負反饋環路調節免疫抑制功能的新機制
圖2 IFITM3結合JAK-STAT1復合體并抑制STAT1的磷酸化激活[1]

3. IFITM3與STAT1形成相互調節的負反饋環路
STAT1與IFITM3都是能夠被IFN-γ細胞因子誘導表達的蛋白。STAT1能夠在細胞膜接受信號，進而進入細胞核介導其下游基因的轉錄。因此研究人員產生了一個猜測，STAT1是否也能夠調節IFITM3的表達呢？首先，研究人員發現誘導Th1反應的細胞因子，IFN-γ，IL-12與IL-27均能夠誘導IFITM3與STAT1的表達（圖3 a）。接下來，研究人員構建了STAT1條件性敲除的小鼠（其中Stat1f/f小鼠小鼠由賽業生物提供）。檢測結果顯示，STAT1缺失后，Treg細胞內的IFITM3蛋白表達量與轉錄水平顯著下降（圖3 b,c）。這說明STAT1能夠調節IFITM3的轉錄翻譯，且接下來，研究人員預測了STAT1在Ifitm3轉錄起始區域上的結合位點，并通過ChIP-qPCR實驗，檢測到STAT1能夠結合在Ifitm3的轉錄起始位點進而影響Ifitm3的轉錄翻譯過程（圖3 d）。

腫瘤浸潤Treg細胞中負反饋環路調節免疫抑制功能的新機制
圖3 IFITM3與STAT1形成相互調節的負反饋環路[1]

4. IFNγ-STAT1-IFITM3負反饋環路調節腫瘤浸潤Treg細胞的免疫抑制功能
接下來，研究人員對WT小鼠，cKO小鼠，SKO小鼠與DKO小鼠（其中Ifitm3f/f小鼠與Stat1f/f小鼠由賽業生物提供）建立了MC38皮下移植瘤模型，在體內的腫瘤模型中評估STAT1-IFITM3負反饋環路的功能。結果顯示，cKO小鼠與SKO小鼠的腫瘤生長和腫瘤重量受到顯著抑制，而DKO小鼠的腫瘤生長趨勢則與WT小鼠十分接近（圖4 a,b）。腫瘤浸潤的Treg細胞比例以及Treg細胞，CD8+ T細胞，NK細胞的數目檢測結果也顯示，cKO小鼠與SKO小鼠的腫瘤中浸潤著更高比例的Treg細胞和腫瘤殺傷性細胞，可是DKO小鼠卻沒有發生此變化（圖4 c-f）。與此一致的是，cKO小鼠與SKO小鼠腫瘤浸潤的CD4+與CD8+殺傷性T細胞均分泌更高水平的IFN-γ，因此引起了更強的抗腫瘤免疫反應，可是DKO小鼠腫瘤浸潤的殺傷性T細胞分泌的IFN-γ水平與WT幾乎沒有差異，甚至可能更低（圖4 g,h）。

腫瘤浸潤Treg細胞中負反饋環路調節免疫抑制功能的新機制
圖4 IFNγ-STAT1-IFITM3負反饋環路調節腫瘤浸潤Treg細胞的免疫抑制功能[1]

研究結論

腫瘤浸潤Treg細胞中負反饋環路調節免疫抑制功能的新機制
圖5 STAT1-IFITM3反饋環路[1]

綜上，研究團隊提出，STAT1-IFITM3反饋環路可能是Treg特異性抗腫瘤療法的潛在靶點。阻斷STAT1或IFITM3的表達能夠破壞該環路的平衡，進而導致Treg出現功能不穩定的促殺傷狀態。這為腫瘤浸潤Treg細胞功能與穩定性的研究提供了新的理論依據，也為以Treg內信號環路作為靶點增強抗腫瘤免疫提供了新思路。

參考文獻：[1]Liu X, Zhang W, Han Y, et al. FOXP3+ regulatory T cell perturbation mediated by the IFNγ-STAT1-IFITM3 feedback loop is essential for anti-tumor immunity. Nat Commun. 2024;15(1):122. Published 2024 Jan 2. doi:10.1038/s41467-023-44391-9

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