在免疫检查点阻断(ICB)治疗中诱导有效的抗肿瘤T细胞应答中,树突状细胞(DCs)的有效启动至关重要。然而,I…
在免疫检查点阻断(ICB)治疗中诱导有效的抗肿瘤T细胞应答中,树突状细胞(DCs)的有效启动至关重要。然而,ICB治疗时能够激活有效的T细胞反应的DC特征仍不清楚。在之前的研究中,与其他DC亚群相比,皮肤中的迁移性CD5+ DC能更有效地启动CD4+和CD8+ T细胞,He等评估了这种DC亚群在抗肿瘤免疫和ICB治疗应答中的作用。他们的研究结果最近发表在Science杂志上。
研究人员从转移性黑色素瘤患者的肿瘤引流淋巴结(TDLNs)和未受影响的淋巴结中分选了髓系细胞,并通过单细胞RNAseq对这些细胞进行了评估。未受累淋巴结中CD5主要表达在cDC2s上。流式细胞术和CyTOF分析证实未受累淋巴结中存在CD1c+CD5+ DCs。利用TCGA数据评估CD5的预后作用表明,CD5表达和CD5+ DC标签与黑色素瘤、肺鳞状细胞癌、肉瘤、乳腺癌、宫颈鳞状细胞癌和宫颈腺癌的预后改善相关。
体外实验表明,CD5+ DCs对初始CD4+和CD8+ T细胞的活化和诱导增殖能力增强,可促使初始CD4+和CD8+ T细胞产生更多的IFNγ和TNFα。为确定CD1c+CD5+ DCs是否能够激活流感基质蛋白M1 (influenza matrix protein M1, Flu-M1)特异性CD8+ T细胞,从1例HLA-A2+供者中分离DCs,并负载含有流感基质蛋白M1的HLA-A2限制性表位的多肽。同样,CD5+ DCs更有效地激活了MHC-II限制性的病毒CD4+ T细胞应答。
为了确定CD5表达水平的影响,我们根据CD5分子的数量对真皮CD1c+ DCs进行了分选。共培养实验显示,CD5hi DCs对CD8+ T细胞的诱导最有效,CD8+ T细胞产生IFNγ、颗粒酶B和穿孔素的比例较高。与CD5int或CD5– DCs相比,CD5hi DCs诱导产生的表达两种或三种效应分子的多功能T细胞的比例更高。CD5hi DCs诱导的CD4+ T细胞增殖和IFNγ分泌水平均高于其他DC亚群。当在培养物中加入CD5的阻断性抗体时,这些作用被抑制。另一方面,当CD5通过CRISPR基因激活的方法在CD5– DCs中上调表达时,初始T细胞增殖和启动增加,表明CD5在DCs中的表达在这些过程中起重要作用。
与人类不同的是,CD5在小鼠的cDC1和cDC2亚群中均有表达。研究人员使用CRISPR-Cas9技术构建了CD5条件性敲除的小鼠,以特异性地删除DCs中的CD5 (CD5ΔDC)。为了确定CD5在DCs上的表达是否是在体内诱导抗肿瘤免疫反应所必需的,作者使用了经MCA诱导表达卵清蛋白(OVA)的同系肉瘤细胞系(MCA1956-mOVA)。14/15 WT小鼠消除了肿瘤,而只有2/11 的CD5ΔDC小鼠对肿瘤产生排斥,并且肿瘤反应性CD8+ T细胞仅在对照组小鼠中扩增。
为了评估对CD4+ T细胞反应的影响,作者将CD5缺失的DCs或对照cDC2s与OT-II小鼠纯化的T细胞共培养,并在含有MHC-II限制性表位的长肽存在下进行了抗原特异性T细胞活化试验。结果显示CD5– DCs在激活和诱导OT-II T细胞增殖方面效率较低。
接下来,研究人员评估了CD5表达对ICB疗效的影响。亲代MCA1956肿瘤在对照组和CD5ΔDC小鼠中逐渐生长,但只有对照组小鼠对抗PD-1治疗有反应,抗CTLA-4治疗获得了类似结果。在MC38结直肠癌模型中,研究人员发现,在CD5ΔDC小鼠的肿瘤中,CD8+ T细胞对来自突变ADP特异性葡萄糖激酶(MC38中的一种新抗原)的突变表位反应的频率较低,这表明了CD8+ T细胞启动的减少。
在CD5缺陷的T细胞的小鼠(CD5ΔT)中,MCA1956肿瘤的生长与对照组小鼠相当。然而,大多数对照组小鼠(13/16)对抗PD-1治疗有反应,而14只CD5ΔT小鼠无一例排斥肿瘤。同样,在有CD5缺陷T细胞的小鼠中,MCA1956-mOVA肿瘤未发生自发排斥,并且这些小鼠的OVA特异性CD8+ T细胞的数量减少。
ICB治疗没有改变对照组小鼠DCs和巨噬细胞的频率,但上调了肿瘤和TDLN中CD5+ DCs的频率。CD5+ DCs主要分布于治疗后的LN中,其CCR7表达水平较治疗前降低,提示CD5+ DCs的增加并非由于其迁移增加所致。然而,在体外实验中,在抗PD-1抗体存在的情况下,CD5+ DCs比CD5– DCs更能抵抗凋亡。
在淋巴结分离的人T细胞中,与相应的转移性肿瘤淋巴结相比,未受肿瘤影响的淋巴结中有更多的T细胞表达CD5。利用CRISPR-Cas9对CD5缺失的原代人T细胞进行的体外刺激CD5表达的结果表明,CD5表达对T细胞活化至关重要。
为了评估哪些因素可能影响CD5+DCs对人类抗PD-1的反应,研究人员观察了一位遗传性PD-1缺陷患者的DCs,发现该患者的CD5+ DCs频率高于对照。这使得研究人员推测会不会是IL-6的作用,IL-6在这种PD-1缺陷中是产生过多的。在抗PD-1处理的小鼠中,肿瘤中检测到较高水平的IL-6,体外实验表明在DC分化过程中IL-6的存在导致产生了更多的CD5+ DCs。高浓度IL-6使分化由DC1向DC2倾斜,而低浓度IL-6使cDC1和cDC2的CD5均增加。
综上所述,本研究的数据表明CD5+ DCs在抗肿瘤反应,特别是ICB反应中具有重要作用。因此,增加CD5+ DCs数量的治疗可能是一种有吸引力的方法,以增加对ICB没有获益的患者的反应。
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