将TIL与APG115等协同用于抗肿瘤治疗,具有极强的可塑性,研发前景广阔

p53基因是人体的抑癌基因,其野生型使癌细胞凋亡,从而防止癌变,其突变型则会促进癌变。MDM2基因与肿瘤转移密切相关,MDM2突变与p53突变不共存。通过靶向p53-MDM2通路重新激活p53基因是其中的一种抑制肿瘤的方法。


01  MDM2控制CD8+ T细胞介导的抗肿瘤免疫


邹伟平教授的研究团队曾经证实,MDM2能够维持T细胞稳定性,在T细胞存活和抗肿瘤免疫中发挥着关键作用。


图1:MDM2控制CD8+T细胞介导的抗肿瘤免疫


02  MDM2调节T细胞中STAT5蛋白的表达


具体来说,MDM2能够调节T细胞中STAT5的表达,所以T细胞MDM2缺陷小鼠表现出加速的肿瘤进展,并且T细胞MDM2缺陷小鼠表现出了肿瘤浸润CD8+T细胞生存力下降以及功能性降低(图2)。


图2:MDM2调节T细胞中STAT5的表达


03  MDM2可阻止c-Cbl介导的STAT5降解


MDM2能够维持泛素连接酶活性,并致肿瘤细胞中的蛋白质降解。机制研究表明,T细胞中的MDM2、c-Cbl和STAT5存在相互作用,c-Cbl能够与STAT5结合导致STAT5降解,而MDM2能够调节STAT5蛋白表达但是却不影响c-Cbl的表达水平,所以MDM2通过拮抗c-Cbl与STAT5之间的相互作用,防止c-Cbl介导的STAT5降解,增强了肿瘤浸润CD8+T细胞中STAT5的稳定性(图3)。


图3:MDM2可阻止c-Cbl介导的STAT5降解


04  靶向p53-MDM2互作激发肿瘤p53独立的抗肿瘤活性


鉴于以上MDM2有助于T细胞抗肿瘤免疫作用的研究,邹伟平教授及其团队便想通过药物增强T细胞中的MDM2蛋白来触发T细胞介导的抗肿瘤免疫反应。以往认为,APG-115是一种MDM2-p53相互作用的有效小分子抑制剂,但用其处理T细胞后,发现伴随p53的诱导,MDM2蛋白呈现剂量依赖性上调,所以APG115实际上是MDM2增强子,而不是抑制剂。因此,APG115可以靶向p53和MDM2的相互作用来诱导T细胞p53依赖的抗肿瘤活性,而不受肿瘤细胞中p53的影响。


图4:APG-115的抗肿瘤作用与肿瘤p53状态无关,与T细胞上的p53有关


05  靶向p53-MDM2互作激活CD8+T细胞介导的抗肿瘤免疫


CD8+T细胞在APG115介导的抗肿瘤免疫中发挥至关重要的作用,这是因为当用APG115治疗CD8+T细胞耗竭的荷瘤小鼠时并没有表现出抗肿瘤作用,而当APG115发挥抗肿瘤作用时都可以改善肿瘤浸润CD8+T细胞的生存和功能。并且用APG115处理Mdm2+/+Cd4-Cre荷瘤小鼠时,发现APG115治疗抑制了肿瘤生长,而不影响Mdm2fl/flCd4-Cre荷瘤小鼠的肿瘤生长,因此,APG115是通过靶向CD8+T细胞中的MDM2介导抗肿瘤免疫。


图5:APG115靶向CD8+T细胞中的MDM2介导抗肿瘤免疫


06  靶向p53-MDM2互作稳定了T细胞STAT5并协同免疫治疗


既然APG115靶向CD8+T细胞中的MDM2以介导抗肿瘤免疫,MDM2又控制T细胞中STAT5的表达,所以是在APG115的治疗下,MDM2、STAT5和T细胞功能之间存在一个联系机制。


通过功能获得实验发现,CD8+T细胞中表达一种组成型活性STAT5突变体(STAT5CA),能够阻止Mdm2−/−CD8+T细胞凋亡,并且对APG115处理并不敏感。将这些T细胞转移到B16F10-OVA荷瘤小鼠体内,并用APG115进行治疗后,STAT5CA-OT-I能更有效地控制肿瘤生长,但是APG115治疗并不能进一步增强STAT5CA-OT-I细胞介导的抗肿瘤活性。


因此,APG115在肿瘤微环境中并没有额外改善STAT5CA-OT-I的生存和效应子功能。这些结果表明,T细胞中的STAT5参与APG115介导的抗肿瘤免疫。


当OT-I细胞中的STAT5受到抑制后,再将其转移至B16F10-OVA荷瘤小鼠体内并用APG115治疗,发现其改善了OT-I细胞的抗肿瘤疗效,但APG115不能改善由STAT5抑制剂启动的OT-I细胞介导的抗肿瘤作用。同样,沉默OT-I细胞中的STAT5后,APG115也没有对肿瘤发展起到抑制作用。因此可以判断,APG115通过MDM2控制的STAT5调节CD8+T细胞的存活和功能。


研究人员还发现,APG115治疗未能影响p53−/−T细胞中MDM2、c-Cbl和STAT5的表达,即APG115未能保护p53−/−T细胞免于凋亡。然后过表达MDM2和c-Cbl,用APG115处理后都不会改变p53−/−T细胞凋亡。因此,APG115能够上调MDM2的表达,并且以p53依赖的方式促进T细胞存活。


图6:靶向p53-MDM2互作稳定T细胞STAT5并协同免疫治疗


鉴于APG115促进CD8T细胞肿瘤浸润和功能,进一步对APG115治疗可以改善肿瘤对检查点阻断和过继性T细胞输血治疗的反应展开了研究。分别用抗PD-L1、APG115及其二者联合治疗MC38荷瘤小鼠,发现Anti-PD-L1和APG115单独使用可以减缓肿瘤生长,而两者联合使用则可使肿瘤浸润CD8+T细胞效应功能水平升高。完全抑制肿瘤进展。


总的来说,这项研究成果发现MDM2控制CD8+T细胞中STAT5的稳定性,对有效的抗肿瘤免疫至关重要,这就为寻找MDM2靶向药物提供了机制基础。另外,APG115是一种免疫调节剂,与免疫疗法联合能够发挥强大的协同抗肿瘤作用。TIL作为一种多靶点、肿瘤趋向和浸润能力强、副作用小的免疫细胞,如将其与APG115等协同用于抗肿瘤治疗,具有极强的可塑性,研发前景广阔;并且这与肿瘤细胞p53状态无关,意味着扩大了潜在的适用人群,因此,未来也许会是一种可行之法!


参考文献:

Zhou J, Kryczek I, Li S, Li X, Aguilar A, Wei S, Grove S, Vatan L, Yu J, Yan Y, Liao P, Lin H, Li J, Li G, Du W, Wang W, Lang X, Wang W, Wang S, Zou W. The ubiquitin ligase MDM2 sustains STAT5 stability to control T cell-mediated antitumor immunity. Nat Immunol. 2021 Apr;22(4):460-470.