LRIG1与VISTA结合并削弱肿瘤特异性CD8+T细胞反应

免疫检查点抑制剂（ICIs，也称为免疫检查点阻断剂）是近年来在癌症免疫治疗中取得重大突破的一类药物。这类药物主要通过阻断程序性死亡蛋白1（PD-1）和细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4（CTLA-4），从而激活抗肿瘤T细胞反应。然而，现有的ICIs疗法的总体响应率仍然较低，因此迫切需要寻找新的免疫检查点作为治疗靶点。最近的研究已确立了“干细胞样”肿瘤特异性CD8+ T细胞在响应ICIs疗法中的重要作用，这些细胞通过退出静息状态并经历增殖爆发来发挥功能。但维持这些“干细胞样”T细胞静息状态的机制尚不明确，可能是当前免疫疗法临床抗性的潜在原因。

V-Domain Ig Suppressor Of T Cell Activation（俗称VISTA）是一种B7家族的免疫检查点蛋白，被认为是下一代免疫疗法的潜在靶点。已有研究表明VISTA通过与T细胞上相应受体结合抑制T细胞激活，进而发挥“抑制性配体”的作用。然而，VISTA的下游信号机制尚不明确，阻碍了精确作用的VISTA抑制剂的开发及其相关生物标志物的识别。

研究来源

本文由来自美国Cleveland Clinic的Hieu Minh Ta、Dia Roy、Keman Zhang和Tyler Alban等学者合作撰写，发表于2024年5月17日《Science Immunology（科学免疫学）》杂志。研究主要由Cleveland Clinic Lerner Research Institute的免疫治疗与精准免疫肿瘤学中心进行。

研究过程

研究流程

研究团队通过一系列实验来明确VISTA在中性pH下的结合受体，并深入探讨其在抑制性受体中的具体作用和机制。具体步骤包括：

1. 选择性蛋白质标记近位连接实验：选用鼠脾T细胞的VISTA敲除型与野生型进行对比实验，使用Tyramide技术进行标记，跟踪蛋白质的质谱分析。

2. 质谱分析：通过质谱识别到LRIG1，一种拥有1092个氨基酸的Ⅰ型跨膜蛋白，作为VISTA的结合伙伴。

3. 细胞共沉淀与表面等离子共振实验：分别在HEK 293细胞中表达VISTA和LRIG1，使用抗体对共免疫沉淀（Co-IP）和表面等离子共振（SPR）技术验证了相互作用。

4. 小鼠模型实验：使用T细胞特异性LRIG1缺失的小鼠进行抗肿瘤反应检测，对比这类小鼠与正常小鼠在肿瘤控制和T细胞特异性Cytotoxic T Lymphocytes（CTLs，细胞毒性T淋巴细胞）功能方面的表现。

5. 人类样本实验：从黑色素瘤患者肿瘤浸润T细胞中测定LRIG1表达，探讨其在应用免疫疗法中的反应性。

实验技术及创新点

本研究采用了多种创新性技术和方法，包括：

• Selective Proteomic Labeling Proximity Ligation Assay using Tyramide（SPPLAT）用于识别蛋白质相互作用。
• Antibody-based Co-Immunoprecipitation（Co-IP）assay 用于在细胞内检测蛋白质的直接相互作用。
• Surface Plasmon Resonance（SPR） 助于分析蛋白质的结合特性及亲和力。
• Luciferase-based Binding Assay 评估细胞表面蛋白质的相互作用。

研究结果

VISTA与LRIG1的结合及抑制作用

1. Vitro实验：

   • 采用SPPLAT技术，在pH7.4和pH6.0条件下验证了VISTA与LRIG1外细胞结构域的结合。
   • 通过Co-IP实验在HEK 293细胞和鼠脾T细胞中分别验证了VISTA与LRIG1的直接结合。

2. 小鼠模型实验：

   • 小鼠体内T细胞特异性LRIG1缺失导致肿瘤特异性CTLs功能增强及存活率提高，与此同时，减少了静息CTLs数量。
   • VISTA-LRIG1轴抑制了T细胞受体信号通路，包括Linker for Activation of T cells（LAT）、Phospholipase C（PLC-γ）、SLP76、AKT and Extracellular Signal-Regulated Kinase（ERK1/2）等多个路径。

3. 人类临床相关性：

   • 在黑色素瘤患者肿瘤浸润CTLs中发现LRIG1高表达与免疫疗法抵抗相关。

主要发现

• 识别LRIG1作为VISTA如何通过抑制T细胞受体信号途径，调控肿瘤特异性T细胞反应的机制。
• 明确了LRIG1缺失的抗肿瘤效应，增强了CTLs的扩展、存活和效应功能。
• 探讨了LRIG1在临床免疫疗法中的潜在作用和意义。

研究结论及价值

本文通过多种实验方法，揭示了LRIG1在VISTA信号通路中的关键作用。LRIG1与VISTA结合是抑制T细胞活化的机制之一，LRIG1缺失能够显著增强抗肿瘤免疫反应，提高免疫疗法的响应率。

科学价值与应用价值

1. 科学价值：深入了解了VISTA信号通路及其抑制机制，为未来开发更精准的VISTA抑制剂提供了理论基础。
2. 应用价值：研究表明LRIG1作为新的治疗靶点，可通过靶向该通路来提升临床抗肿瘤免疫疗法的效果。

研究亮点

• 新发现LRIG1作为VISTA结合伙伴：创新性地发现了LRIG1在中性和酸性pH下与VISTA的结合，这为进一步理解VISTA的抑制机制提供了新视角。
• 显著的抗肿瘤免疫反应：LRIG1缺失小鼠表现出更强的肿瘤特异性CTLs活性，表明LRIG1是重要的负调控因子。
• 临床相关性：在人类肿瘤样本中，LRIG1和VISTA的表达与免疫疗法抗性相关，暗示其作为潜在生物标志物的应用前景。

结语

本研究系统地揭示了LRIG1在VISTA信号机制中的关键作用，并验证了其作为免疫检查点受体的功能。通过深入探讨LRIG1的抑制路径，提供了新的治疗靶点和策略，具有重要的科学和临床意义。

本报告综述了《Science Immunology》上发表的关于VISTA与LRIG1相互作用及其在抗肿瘤免疫中的抑制机制的研究，为未来相关领域的研究提供了重要参考，并具有广泛的应用前景。