组织因子通过稳定Trex1蛋白逃避cGAS-STING先天免疫反应在胰腺导管腺癌中的作用

学术背景

胰腺导管腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC）是全球最具挑战性的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率持续上升，尤其是晚期PDAC患者的生存率极低。尽管化疗和免疫治疗在多种癌症中取得了显著进展，但PDAC对这些治疗的反应仍然较差。近年来，研究人员发现PDAC的纤维化基质是化疗和免疫浸润的物理屏障，但肿瘤细胞内在的免疫逃逸机制仍不明确。组织因子（Tissue Factor, TF）是一种在多种恶性肿瘤中高表达的糖蛋白，尤其在PDAC中，约80%的病例中TF表达升高。TF不仅参与凝血过程，还通过多种机制促进肿瘤的生长、转移和血管生成。然而，TF在PDAC中的具体功能及其与免疫逃逸的关系尚不清楚。

本研究旨在探讨TF在PDAC中如何通过调控cGAS-STING先天免疫通路来促进免疫逃逸，并探索TF作为治疗靶点的潜力。

论文来源

本论文由Yinyin Xue、Yue Wang、Zhiqiang Ren和Ker Yu共同撰写，作者均来自复旦大学药学院药理学系。论文于2024年发表在《Oncogene》期刊上，DOI为10.1038/s41388-024-03248-1。

研究流程与结果

1. TF在PDAC中的高表达与免疫抑制相关

研究人员首先通过免疫组化（IHC）和多重荧光染色（TSA）分析了80例PDAC患者的组织芯片（TMA），发现高表达TF（TF-high）的患者占总病例的68.75%，且这些患者的肿瘤分期较高，预后较差。TF-high患者的肿瘤中，p-STING和p-TBK1的水平显著降低，表明cGAS-STING通路被抑制。此外，TF-high患者的肿瘤中免疫效应细胞（如CD8+ T细胞）的浸润减少，而免疫抑制性M2巨噬细胞的浸润增加。通过TCGA数据库的分析，研究人员进一步证实了TF-high患者的肿瘤中干扰素刺激基因（ISGs）和趋化因子（如CCL5、CXCL9-11）的表达水平显著降低。

2. TF基因敲除恢复STING信号通路并抑制肿瘤生长

为了验证TF在肿瘤细胞中的作用，研究人员使用CRISPR/Cas9技术在小鼠KPC细胞中敲除了TF基因（TF-KO）。结果显示，TF-KO并未影响KPC细胞的体外增殖，但在小鼠胰腺原位移植模型中，TF-KO显著抑制了肿瘤生长。通过免疫组化和多重荧光染色，研究人员发现TF-KO肿瘤中DNA损伤标志物γ-H2AX和STING通路激活标志物p-TBK1、p-STAT1的表达显著增加，同时肿瘤中细胞毒性T细胞和树突状细胞的浸润也显著增加。此外，TF-KO细胞中p-AKT和p-ERK的水平降低，而p-TBK1、p-STAT1和p-IRF3的水平显著升高，表明TF-KO恢复了STING信号通路。

3. TF靶向治疗在人类PDAC模型中恢复STING信号通路

研究人员进一步在人类PDAC细胞系（HPAF-II和BXPC3）中验证了TF的作用。通过TF-shRNA或抗TF抗体Husc1-39处理，研究人员发现这些细胞中STING通路的激活标志物（p-TBK1、p-STAT1和p-IRF3）显著增加。RNA测序分析显示，TF抑制后，ISGs和趋化因子（如CCL5、CXCL10）的mRNA水平显著升高。在裸鼠模型中，HPAF-II细胞原位移植后，使用Husc1-39或TF-shRNA处理显著抑制了肿瘤生长，并增加了肿瘤细胞凋亡。此外，TF抑制还促进了NK细胞、成熟树突状细胞和M1样巨噬细胞的浸润。

4. TF抑制通过Trex1降解激活cGAS-STING通路

研究人员发现，TF抑制后，肿瘤细胞中胞质微核（micronuclei）和cGAS的积累显著增加，表明TF通过抑制cGAS-STING通路来促进免疫逃逸。进一步的研究表明，TF抑制触发了Trex1蛋白的快速降解，Trex1是一种已知的先天免疫检查点外切酶，能够降解微核DNA。通过Trex1的过表达实验，研究人员证实Trex1的降解是TF抑制后cGAS-STING通路激活的关键步骤。此外，TF抑制触发的Trex1降解依赖于蛋白酶体途径。

5. TF抑制与STING激动剂的协同作用

研究人员还探讨了TF抑制与STING激动剂的协同作用。在PBMC与肿瘤细胞的共培养实验中，TF抑制与STING激动剂AN014联合使用显著增加了CXCL10和IFN-γ的分泌，并增强了肿瘤细胞的杀伤效果。此外，研究人员开发了一种TF抗体-STING激动剂ADC（Husc1-39-AN014），该ADC在体外和体内均表现出显著的抗肿瘤活性，显著增强了STING通路的激活和免疫效应细胞的浸润。

结论与意义

本研究首次揭示了TF在PDAC中通过稳定Trex1蛋白来抑制cGAS-STING先天免疫通路的机制，并证明了TF抑制能够重塑肿瘤微环境，使其从“免疫冷”转变为“免疫热”。TF靶向治疗不仅能够单独使用，还可以与免疫治疗联合使用，为TF阳性的PDAC和三阴性乳腺癌（TNBC）提供了新的治疗策略。

研究亮点

1. TF通过稳定Trex1蛋白抑制cGAS-STING通路：本研究首次揭示了TF通过稳定Trex1蛋白来抑制cGAS-STING通路的机制，为理解TF在肿瘤免疫逃逸中的作用提供了新的视角。
2. TF抑制重塑肿瘤微环境：TF抑制能够显著增加肿瘤中免疫效应细胞的浸润，并促进趋化因子的分泌，从而增强抗肿瘤免疫反应。
3. TF抗体-STING激动剂ADC的开发：研究人员开发了一种新型的TF抗体-STING激动剂ADC，该ADC在体外和体内均表现出显著的抗肿瘤活性，为TF阳性的PDAC和TNBC提供了新的治疗选择。

研究价值

本研究的科学价值在于揭示了TF在PDAC中通过调控Trex1蛋白来抑制cGAS-STING通路的机制，为理解肿瘤免疫逃逸提供了新的理论依据。此外，TF靶向治疗和TF抗体-STING激动剂ADC的开发为PDAC和TNBC的治疗提供了新的策略，具有重要的临床应用前景。