CH25H

引言巨噬细胞是将非发炎的“冷肿瘤”转变为发炎的“热肿瘤”的关键。新出现的证据表明，肿瘤微环境(TME)中的异常胆固醇代谢物功能不明确。2024年4月18日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心王红艳、上海交通大学叶幼琼、复旦大学唐惠儒及中国科学院武汉病毒学研究所魏滨共同通讯在Immunity 在线发表题为“25-Hydroxycholesterol regulates lysosome AMP kinase activation and metabolic reprogramming to educate immunosuppressive macrophages”的研究论文，该研究发现白细胞介素-4 (IL-4)和白细胞介素-13 (IL-13)通过转录因子STAT6诱导胆固醇-25-羟化酶(Ch25H)的表达，导致25-羟基胆固醇(25HC)积累。scRNA-seq分析证实，CH25Hhi亚群在免疫抑制性巨噬细胞亚群中富集，并与泛癌患者较低的生存率相关。靶向CH25H解除巨噬细胞免疫抑制功能，增强浸润T细胞数量和活化，与抗PD-1协同作用，提高抗肿瘤疗效。机制上，溶酶体积累的25HC与胆固醇竞争GPR155结合抑制激酶mTORC1，导致AMPKα活化和代谢重编程。AMPKα还磷酸化STAT6 Ser564，以增强STAT6的激活和ARG1的产生。总之，该研究提出CH25H作为一个免疫代谢检查点，它操纵巨噬细胞的命运来重塑CD8+ T细胞的监测和抗肿瘤反应。巨噬细胞是肿瘤中丰富的免疫细胞类型，具有异质性和可塑性，可以感知不同的刺激，表现出不同的表型巨噬细胞可以极化产生促炎细胞因子和活性氮来杀死肿瘤细胞，或促瘤性肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)可以产生表达精氨酸酶1 (ARG1)、血管内皮生长因子(VEGF)和抗炎细胞因子，包括白细胞介素-10 (IL-10)、转化生长因子β (TGF β)，从而抑制免疫监视并促进肿瘤发生。根据促炎细胞因子的浓度和浸润免疫细胞的百分比，将肿瘤分为“冷瘤”和“热瘤”。TAMs在冷肿瘤中广泛存在，而热肿瘤的特点是T细胞浸润较高，且较好的免疫检查点阻断(ICB)疗法的应答率，如抗PD-L1或抗PD-1。最近的研究表明，靶向集落刺激因子1受体(CSF1R)和清除率受体MARCO可以重塑促瘤性TAMs，从而有利于诱导抗肿瘤T细胞反应，阻断肿瘤进展。因此，通过重塑巨噬细胞表型转变将非炎症性冷肿瘤转变为炎症性热肿瘤可以塑造免疫景观和整体抗肿瘤免疫反应，这是一种很有前景的治疗干预措施。肿瘤微环境(tumor microenvironment, TME)，包括代谢物、细胞因子、酸性pH和缺氧，肿瘤和免疫细胞都可以产生，也影响免疫细胞控制肿瘤的发展。近年来，关于胆固醇代谢在肿瘤发生中的研究引起了相当大的兴趣。胆固醇代谢包括多个步骤，如从头胆固醇生物合成、摄取、外排、酯化和氧化。因此，细胞内胆固醇含量被精确调节以维持胆固醇稳态。TAMs可外排胆固醇，增强巨噬细胞免疫抑制功能，靶向外排酶ABCA1和ABCG1可逆转TAM功能，降低肿瘤发展。然而，对于TME中哪些其他代谢物是异常的，并在调节巨噬细胞命运和冷肿瘤向热肿瘤的转变中发挥重要作用，仍知之甚少。模式图（Credit: Immunity）该研究使用三种免疫抑制性巨噬细胞筛选胆固醇代谢酶的表达，表明胆固醇的合成和转运受到调节，以维持低量的胆固醇。相比之下，25-羟基胆甾醇(25HC)在TAM和TME中均以高浓度积累。研究发现胆固醇-25-羟化酶(CH25H)可以将胆固醇转化为25HC，这是一种干扰素(IFN)刺激基因(ISG)。此外，IL-4和IL-13可以通过STAT6明显上调巨噬细胞中Ch25h的表达，但Ch25h表达越高，肿瘤患者的生存率越低。进一步确定了25HC作为肿瘤代谢物如何影响溶酶体中AMPKα和mTORC1的激活。重要的是，STAT6 Ser564作为额外的靶标被AMPKα发现。通过靶向CH25H破坏这一代谢检查点，操纵巨噬细胞功能，将冷肿瘤转化为热肿瘤，并结合抗PD-1治疗增强抗肿瘤疗效。原文链接https://www.cell.com/immunity/abstract/S1074-7613(24)00142-0责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述

关注并星标CPHI制药在线       干扰素（interferon IFN）是一类重要的细胞因子，能直接参与上皮细胞的抗病毒免疫反应，介导天然免疫应答诱导 IFN 刺激基因（interferon stimulated gene，ISG）的表达，从而使机体快速建立针对病毒侵染的天然免疫防线。根据干扰素结构特点，结合受体和生物活性，人干扰素可分为3类，即Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型干扰素，其基因分别位于人9p21-22、12q24.1和19q13.13 染色体。在人类三种类型的干扰素中，Ⅰ型干扰素主要包括 IFN-α，IFN-β等20种亚型，Ⅱ型干扰素只有 IFN-γ，Ⅲ型干扰素包括 IL-29 ( IFN-λ1) 等 4 种亚型。大多数被病毒感染的细胞都可以产生Ⅰ型干扰素，分泌的 IFN-α/β 可与邻近未被感染的细胞上的共同受体结合并启动旁分泌信号级联反应。Ⅰ型和Ⅲ型干扰素被认为是经典的抗病毒干扰素，α 型干扰素是临床治疗抗病毒的主要亚型，主要分为α-1b、α-2b、α-2a 等亚型。近期研究表明，Ⅲ型干扰素与黏膜免疫有重要的关系，而IFN-γ 也具有良好的病毒抑制特性。       干扰素抗病毒作用机制       干扰素激活分子在病毒复制周期的许多阶段表现出抗病毒活性，包括病毒进入、转录、RNA 稳定性、翻译、成熟和释放等阶段。这种作用是在抗病毒基因表达的调节下进行的。       ①病毒的附着和进入。HPSE 是一种编码乙酰肝素酶的干扰素诱导基因（ISG），HPSE 的异位表达可广泛抑制甲病毒、黄病毒、副粘病毒和诺如病毒。病毒进入是多个ISG 靶向的阶段，IFITM 蛋白质是经典的 ISG，可破坏多种包膜病毒的进入，IFITM 蛋白将病毒颗粒运输到降解溶酶体中，可有效地阻止病毒的进入。CH25H 是一种干扰素诱导酶，可将胆固醇转化为25-羟基胆固醇(25-HC)，25-HC 膜扰动功能抑制病毒进入。最近发现的靶向病毒进入的 ISG人类核受体辅激活因子 7 ( NCOA7) 可以结合液泡H + -ATP 酶，促进囊泡酸化和内吞物的降解，从而抑制通过内吞作用进入细胞的多种病毒的感染。此外，在病毒基因表达开始之前的进入后病毒过程也可以被 ISG 干扰，以及某些ISG 还能特异性地阻断病毒通过核孔复合体。       ②病毒基因组的扩增。IFI16是一种 IFN 诱导的 DNA 传感器，被证明可以干扰人类巨细胞病毒基因的转录。RBBP6 是一种泛素E3 连接酶，RBBP6可直接与埃博拉病毒 VP30 蛋白相互作用，从而阻止VP30与病毒NP 蛋白的相互作用并干扰病毒转录。干扰素能强烈诱导2-5A 寡合成酶/核糖核酸酶L系统，核糖核酸酶L被双链 RNA 激活可降解所有单链 RNA，从而抑制病毒复制。       ③病毒蛋白质的翻译。在病毒复制周期中，干扰素通过多种机制靶向病毒蛋白翻译。干扰素通过PKR 基因启动子中的 ISRE 和 GAS 刺激蛋白激酶 R( protein kinase R，PKR) 的表达，进而将翻译起始因子 eIF2-α 的51位Ser 磷酸化。eIF2-α-GTP 是启动病毒翻译所必需的。eIF-2B从每轮翻译起始后回收 eIF2-α-GDP，进行鸟嘌呤核苷酸交换，产生eIF2-α-GTP。然而，eIF-2B优先与 eIF2-α 的磷酸化形式结合。因此，eIF-2B 的细胞储备被隔离在非活性复合物 eIF2α-GDP-eIF-2B中，从而快速抑制病毒蛋白的翻译。此外，PKR 还通过调节 STAT1 的丝氨酸磷酸化和 IκB 的磷酸化，从而激活NF-κB 依赖性基因，在细胞增殖、肿瘤抑制和信号转导中发挥作用。IFIT 家族(包括人类的 IFIT1、IFIT2、IFIT3和IFIT5) 利用多种机制靶向病毒蛋白的产生，如结合 eiF3C 或 eiF3E 以抑制翻译起始。       ④病毒颗粒的组装和释放。病毒复制周期的后期包括病毒粒子组装、运输和从细胞中释放。与病毒复制周期的早期阶段相比，针对这些步骤的 ISG较少。Tetherin 是一种跨膜蛋白，可以将萌芽病毒粒子锚定到细胞表面并阻止它们释放。CNP( 2-环核苷酸-3-磷酸二酯酶) 结合Gag 并抑制 HIV-1颗粒组装。鸟苷酸结合蛋白 5( GBP5) 阻碍病毒包膜糖蛋白组装病毒粒子。另外，Ⅰ型干扰素作为抗病毒细胞因子发挥作用。IFN-α 激活 NK 细胞，进而破坏病毒和其他靶细胞，增加 B 细胞的增殖，B 细胞分泌抗病原体的抗体，通过上调表面细胞MHCⅠ类分子的表达，增强CD8+T 细胞的反应。Ⅰ型干扰素还上调 IL-12Rb，增加 MHC Ⅱ类分子的表达。IFNα-1b 可以增加单核细胞 MHCⅡ抗原的表达。炎症性干扰素信号促进和调节巨噬细胞和树突状细胞的发育、成熟和刺激能力。这些效应促进抗病毒抗体的产生，限制病毒复制以限制系统性病毒持续性。       干扰素在疾病治疗中的应用       自从干扰素产品在我国上市以来，获批的治疗适应症已扩大到几十种疾病，主要包括治疗病毒性疾病和肿瘤。干扰素在治疗皮肤科疾病方面也已得到广泛应用，包括带状疱疹、生殖器疱疹，尖锐湿疣、寻常疣、扁平疣和皮肤肿瘤等。此外，干扰素在抗炎症反应以及维持机体生理动态平衡方面也发挥着重要作用。       ①皮肤科疾病。2021年《中国尖锐湿疣临床诊疗指南》强烈推荐皮损内注射干扰素，证据等级为A ，2020 年欧洲皮肤病与性病学会发布了《生殖器传染性软疣管理指南》，将干扰素作为免疫抑制剂，2019 年《带状疱疹临床路径》中推荐干扰素作为免疫增强剂，2018 年德国颁布的《HPV 感染及其相关病变的诊疗指南》中将 IFN-α(局部用或病灶内用药)作为首选治疗方案之一。2014 年发布的《英国肛门-生殖器疱疹指南》提及有证据显示三氟胸苷单独或联合 IFN-α 可以治疗耐受性生殖器疱疹。并且，根据现有临床试验来看，IFN-α 也在实际临床应用中显示出了很好的效果。       ②抗病毒药物和免疫调节。作为广谱抗病毒药物和免疫调节剂，干扰素在临床上早已广泛用于治疗各种儿童病毒性疾病，《重组人干扰素α1b 在儿科应用的专家共识》，《手足口病诊疗指南》和《α干扰素在儿科临床合理应用专家共识》等众多指南共识明确阐明干扰素可用于小儿病毒性肺炎、手足口病、疱疹性咽峡炎和毛细支气管炎等。       ③肝病治疗。α-干扰素是治疗慢性活动性乙型肝炎的首选药物，2019 年《中国慢性乙型肝炎防治指南》推荐 PEG-IFN-α 和 IFN-α用于治疗慢性乙型肝炎。干扰素也是治疗丙型肝炎的有效药物之一，可抑制急性丙型肝炎转化为慢性丙型肝炎。       ④治疗SARS-CoV-2。干扰素吸入给药能够以更小的剂量实现高气道暴露，快速达到肺部起效浓度，减少全身副作用。我国国家卫生健康委员会发布的多版《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》中均提出可用 IFN-α 雾化吸入进行抗病毒治疗，在新冠肺炎诊疗方案试行第八版中阐明抗病毒治疗可单独用 IFN-α，成人每次500万U或相当剂量，加入灭菌注射用水 2mL，2次/d，雾化吸入，疗程不超过 10 d。此外，IFN-α 还可与利巴韦林联合应用。       此外，干扰素能够通过抗细胞增殖，免疫调节和抑制肿瘤血管形成等方式对肿瘤生长起到抑制作用，临床主要用来治疗白血病、淋巴瘤、Kaposi肉瘤，黑色素瘤、肾癌、多发性骨髓瘤等。干扰素也可用于治疗多发性硬化症等自身免疫性疾病。       干扰素是我国第一个投放市场的基因工程药物，自1986年美国FDA及1989 年我国SFDA 批准投放市场以来，干扰素的治疗适应症逐年扩大，目前国际上批准的治疗适应证已有数十种，取得了重要的社会效益和良好的经济效益。作为机体免疫调节和抗病毒物质，干扰素一直受到人们的关注，干扰素的基础和临床研究已取得了较大进展。根据国家药品监督管理局网站公示，我国目前批准干扰素相关产品有92个，型别包括 α-1b、α-2a、α-2b和 γ，以及长效干扰素 PEG-IFN-α2b。剂型包括注射液、滴眼液、阴道泡腾片、乳膏、软膏、凝胶、喷雾剂和栓剂。PEG-IFN-α2a、PEG-IFN-α2b、IFNα-1b、IFNα-2a 和 IFNα-2b 等已进入了 2020 版国家医保目录，这一举措显著降低了老百姓的看病成本， 切实保障了人民健康。       参考资料       [1]郑丽舒,段招军,罗迪贤,陈宏翔,邓启文,侯云德.干扰素的发展历史、现状与展望[J].皮肤科学通报,2021,38(06):479-484+1.       [2]庞立丽,段招军,罗迪贤,陈宏翔,邓启文,侯云德.干扰素作用机制的研究进展[J].皮肤科学通报,2021,38(06):485-491+2.       [3]金丽,苏强,周建华,马忠仁.Ⅰ型和Ⅲ型干扰素抗病毒作用机制的研究进展[J].中国生物制品学杂志,2021,34(04):481-486.      智药研习社近期课程报名来源：CPHI制药在线声明：本文仅代表作者观点，并不代表制药在线立场。本网站内容仅出于传递更多信息之目的。如需转载，请务必注明文章来源和作者。投稿邮箱：Kelly.Xiao@imsinoexpo.com▼更多制药资讯，请关注CPHI制药在线▼点击阅读原文，进入智药研习社~

在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学等研究机构的研究人员发现了一种详细的机制，利用该机制肿瘤可以避开免疫系统和利用其力量的癌症疗法，如经过基因改造的CAR-T细胞。 免疫系统不仅要对诸如病毒、细菌和寄生虫之类的外部入侵者，而且要对诸如癌症之类的内部威胁做出反应。然而，恶性肿瘤经常克服免疫系统的防御措施，并逃避免疫检测。 在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学等研究机构的研究人员发现了一种详细的机制，利用该机制肿瘤可以避开免疫系统和利用其力量的癌症疗法，如经过基因改造的CAR-T细胞。相关研究结果发表在2022年9月6日的Cell Metabolism期刊上，论文标题为“ATF3 and CH25H regulate effector trogocytosis and anti-tumor activities of endogenous and immunotherapeutic cytotoxic T lymphocytes”。 这些作者揭示了肿瘤源性因子如何刺激胞啃作用（trogocytosis）。当T细胞与癌细胞相互作用时，它们有时可以“啃咬”一小片癌细胞膜。当这一小片癌细胞膜段包括一种抗原，即癌症特有的分子时，T细胞就可能开始在自己的细胞表面呈递该抗原，使得它在其他T细胞看来像一个癌细胞。 胞啃作用可以影响患者自己的T细胞和那些经过基因后成为CAR-T细胞的T细胞。CAR-T细胞疗法是对患者体内提取出的T细胞进行基因改造使之特异性靶向癌细胞，在实验室中增殖后再灌注回患者体内。 论文通讯作者、宾夕法尼亚大学兽医学院的Serge Y. Fuchs说，“胞啃作用可能导致三种不同的情况，而这三种情况对肿瘤患者都是不利的。首先，肿瘤细胞没有被杀死，并且失去了一种抗原，这可能意味着即使经过基因改造后变得更为强大的T细胞也不会识别它，从而给了癌细胞一个不受控制地生长的机会窗口。第二个问题是，由于我们仍然不了解的原因，一旦T细胞从肿瘤细胞膜上取下一块，它的活性就会大大降低。而第三个问题是非常具有讽刺意味的。因为如今，一个呈现肿瘤抗原的T细胞，这个‘披着狼皮的羊’，可能成为‘自相残杀’的受害者，被另一个T细胞杀死。”总的来说，其结果是杀伤性T细胞的数量和活性下降，癌细胞逃避免疫检测和生长的机会增加。 Fuchs说，“我们看到的是，只有少量的T细胞发生胞啃作用，然后它们迅速消失，因为它们被杀死了。所以我们正在研究这种消失的行为。这很难做到---非常昂贵，非常繁琐，但它似乎非常重要。” 由于长期以来对免疫细胞表面的受体如何指导抗癌免疫感兴趣，Fuchs及其同事们已经取得了多种发现，显示出肿瘤如何能够操纵T细胞以逃避靶向识别和杀死。 一个特别感兴趣的领域是所谓的肿瘤衍生因子，或者说是癌细胞分泌到体内的蛋白、脂质和其他材料的混合物。在这项新的研究中，这些作者发现，收集这些分泌物并将产生的溶液暴露给T细胞，阻碍了这些细胞完成其抗癌工作的能力。Fuchs说，“仅仅是将它们暴露在这种受到肿瘤影响的培养液中，就会导致它们杀死更少的癌细胞，啃咬更多的癌细胞膜片段，因而更多被杀死。” 图片来自Cell Metabolism, 2022, doi:10.1016/j.cmet.2022.08.007。 此前，人们认为胞啃作用与癌症阻碍抗癌免疫的能力有关，但是Fuchs团队确定了这一机制，表明暴露于肿瘤因子的T细胞经历了基因CH25H表达水平的明显下降。众所周知，该基因参与改变细胞的脂质膜，并能抑制两个细胞膜融合在一起，而这种细胞膜融合是发生胞啃作用的必要过程。当他们把CH25H产生的一种代谢物添加回去时，他们可以阻断胞啃作用。对该途径的进一步表征帮助Fuchs团队确定了另一个参与者，即ATF3基因，它拮抗CH25H的活性。消除AFT3能阻止胞啃作用的发生，并恢复了T细胞杀死肿瘤细胞的能力。 这些新的见解不仅为抗癌疗法提出了新的靶标，而且可能对CAR-T细胞疗法具有直接意义。由于胞啃作用可能会损害CAR-T细胞疗法中递送的工程化T细胞的有效性，这些作者推测，阻断这种作用可以提高CAR-T细胞的性能。Fuchs说，“我们想，为什么我们不使用被巧妙地称为‘装甲CAR（armored CAR）’的方法，并在CAR-T细胞中共同表达CH25H。事实证明，这比旧的CAR-T细胞更有效。” Fuchs说:“我们想，为什么我们不使用被巧妙地称为‘装甲CAR’的方法，并在CAR - T中共同表达CH25H。这被证明比旧的CAR - T细胞更有效。”事实上，与未表达CH25H的CAR-T细胞相比，表达CH25H的CAR-T细胞改善了患癌小鼠的生存率。 虽然只有一小部分T细胞参与了胞啃作用，但Fuchs说，当涉及到癌症免疫和其他过程（比如那些涉及到自身免疫的过程）时，该作用可能未被重视。在未来的研究工作中，他和同事们打算探索ATF3和CH25H以及其他分子在胞啃作用中的作用。他希望其他研究人员能接上他们的工作思路，使这些发现更接近于临床应用。Fuchs说，“我可以看到这将很快用于CAR-T细胞疗法中。它已经准备好了。”（生物谷 Bioon.com） 参考资料： 1. Zhen Lu et al. ATF3 and CH25H regulate effector trogocytosis and anti-tumor activities of endogenous and immunotherapeutic cytotoxic T lymphocytes. Cell Metabolism, 2022, doi:10.1016/j.cmet.2022.08.007. 2. T cells that 'nibble' tumors unwittingly help cancer evade the immune responsehttps://medicalxpress.com/news/2022-09-cells-nibble-tumors-unwittingly-cancer.html