Tetraspanin 13通过促进MHC-I降解增强乳腺癌免疫逃逸的机制研究与治疗新靶点

时间:2026年2月17日
来源:Cancer Research

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这篇综述揭示了乳腺癌“冷肿瘤”免疫微环境形成的关键新机制。研究发现,四跨膜蛋白家族成员TSPAN13通过招募E3泛素连接酶STUB1,促进主要组织相容性复合体I类分子(MHC-I)的泛素化及溶酶体降解,从而下调肿瘤细胞表面抗原呈递水平,抑制CD8+T细胞识别与活化,导致免疫逃逸。研究进一步证实,靶向抑制TSPAN13能显著增强抗PD-L1免疫检查点抑制剂(ICI)的疗效,为乳腺癌免疫治疗提供了极具潜力的新策略。

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文章内容归纳总结
引言
免疫治疗,尤其是通过激活或增强机体免疫系统来识别和清除肿瘤细胞,已在多种癌症类型中显示出显著的疗效。CD8+T细胞的激活是这些方法有效性的基础。然而,对于乳腺癌这类“冷肿瘤”而言,其特点是低免疫原性和T细胞浸润不足,这构成了免疫治疗的主要障碍。肿瘤细胞表面主要组织相容性复合体I类分子(MHC-I)呈递肿瘤特异性抗原,是CD8+T细胞激活的关键。为逃避免疫监视,肿瘤细胞采用多种策略下调表面MHC-I表达。四跨膜蛋白(TSPAN)家族成员在肿瘤发生发展中扮演着重要角色,但TSPAN13在实体瘤中的具体功能和调控机制尚不明确。
研究团队首先鉴定出TSPAN13是乳腺癌中CD8+T细胞活化的负向调节因子
通过对癌症基因组图谱(TCGA)和GSE21653数据集的RNA测序(RNA-seq)数据分析,研究者利用单样本基因集富集分析(ssGSEA)评估了乳腺癌样本中活化的和效应记忆的CD8+T细胞水平。他们发现,在TSPAN13高表达的乳腺癌样本中,CD8+T细胞浸润水平显著降低,并且这种负相关在所有分子亚型(包括基底样型、HER2+型、管腔A型和管腔B型)中均存在。临床预后分析进一步显示,在侵袭性较强的HER2+和基底样亚型中,TSPAN13高表达与患者的不良预后显著相关。组织芯片(TMA)的免疫组化(IHC)分析证实,在蛋白水平上,TSPAN13表达与CD8+T细胞浸润密度呈负相关。为了验证其功能,研究者在免疫缺陷小鼠和免疫健全小鼠中建立了原位乳腺癌模型。结果显示,在免疫健全小鼠中,敲低肿瘤细胞的Tspan13能显著抑制肿瘤生长,而这种抑制作用在CD8+T细胞被耗竭后消失,表明TSPAN13的促肿瘤效应依赖于其对CD8+T细胞功能的抑制。
TSPAN13在乳腺癌细胞中的表达与MHC-I水平呈负相关
基因本体(GO)富集分析提示,TSPAN13的表达与MHC-I介导的抗原呈递通路显著相关。在体外实验中,通过小干扰RNA(siRNA)敲低高表达TSPAN13的人乳腺癌细胞(如MDA-MB-468)中的TSPAN13,能显著增加细胞表面的MHC-I水平;反之,在低表达细胞(如MDA-MB-231)中过表达TSPAN13,则导致表面MHC-I水平下降。患者组织样本的IHC分析也显示,TSPAN13高表达的肿瘤区域,其MHC-I蛋白水平更低。
TSPAN13通过损害抗原呈递来限制CD8+T细胞的激活和效应功能
研究发现,无论是否使用干扰素γ(IFNγ)刺激,敲低TSPAN13都能显著增加人源和小鼠源乳腺癌细胞表面的MHC-I表达。在表达模型抗原卵清蛋白(OVA)的E0771细胞中,敲低Tspan13同样提高了表面H-2Kb-SIINFEKL复合物的水平。将不同Tspan13表达水平的E0771-OVA细胞与来自OT-1小鼠的CD8+T细胞共培养后,与Tspan13敲低细胞共培养的CD8+T细胞表现出更高的激活标志物CD69表达,以及更强的效应分子(如IFNγ、颗粒酶B(GZMB)和肿瘤坏死因子α(TNFα))产生能力。体内实验进一步证实,在Tspan13敲低的肿瘤模型中,脾脏中OVA特异性CD8+T细胞比例更高,且这些细胞在抗原刺激下产生IFNγ的能力更强。细胞毒性实验显示,活化的CD8+T细胞对Tspan13敲低的肿瘤细胞杀伤力更强。用H-2Kb-SIINFEKL抗体阻断抗原呈递,则能显著抑制CD8+T细胞的增殖,证明该效应是MHC-I特异性的。
靶向TSPAN13增强肿瘤细胞抗原呈递并增强抗肿瘤免疫
在体内模型中,从Tspan13敲低的肿瘤中分离出的肿瘤细胞,其表面MHC-I表达显著高于对照组。肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)的表型分析显示,Tspan13敲低组中,具有效应表型(CD44+CD62L-)和中央记忆表型(CD44+CD62L+)的T细胞比例更高。免疫荧光和流式细胞术分析均表明,Tspan13敲低显著增加了肿瘤组织中CD8+T细胞的浸润,并且这些细胞表达更高水平的IFNγ、TNFα和GZMB。对TCGA数据的分析也支持TSPAN13表达与这些效应分子呈负相关。更重要的是,在体内使用抗体阻断MHC-I,可以逆转因Tspan13敲低所带来的肿瘤生长抑制效果,这直接证明了TSPAN13通过调控MHC-I介导的抗原呈递来影响抗肿瘤免疫。
TSPAN13通过调控其泛素化促进溶酶体介导的MHC-I降解
机制研究表明,敲低TSPAN13并不影响MHC-I相关分子的mRNA水平,但显著提高了MHC-I的总蛋白水平及其稳定性。通过免疫共沉淀(Co-IP)结合质谱分析,研究人员发现TSPAN13与MHC-I(HLA-A2)存在相互作用,并且两者共同作用的蛋白显著富集在“泛素蛋白连接酶结合”通路上。进一步的实验证实,TSPAN13能够直接与E3泛素连接酶STUB1以及MHC-I相互作用。在TSPAN13存在的情况下,STUB1对MHC-I的泛素化修饰增强。此外,在过表达TSPAN13的细胞中,MHC-I与溶酶体标志物LAMP1的共定位增加,而使用溶酶体抑制剂氯喹(CQ)处理,可以挽救因TSPAN13过表达导致的MHC-I降解。这些结果清晰地阐明了一条完整的分子通路:TSPAN13通过募集STUB1到MHC-I,增强其泛素化,进而促进MHC-I通过溶酶体途径被降解,最终导致细胞表面抗原呈递水平下降。
抑制TSPAN13可增强免疫检查点阻断疗法的疗效
最后,研究评估了靶向TSPAN13的治疗潜力。在4T1小鼠乳腺癌模型中,与单独使用抗PD-L1抗体相比,联合Tspan13敲低能更显著地抑制肿瘤生长,延长小鼠生存期,并进一步增强肿瘤内CD8+T细胞的活化和细胞因子产生。这表明,抑制TSPAN13能够逆转乳腺癌的免疫抑制微环境,与现有的免疫检查点抑制剂产生协同抗肿瘤效应。
综上所述,本研究系统性地揭示了TSPAN13在乳腺癌免疫逃逸中的核心作用:它作为一个桥梁分子,通过促进STUB1介导的MHC-I泛素化及后续的溶酶体降解,来抑制抗原呈递和CD8+T细胞功能。这一发现不仅深化了对“冷肿瘤”免疫抑制机制的理解,更重要的是,将TSPAN13确立为一个潜在的新型免疫治疗靶点,为改善乳腺癌尤其是对现有免疫疗法反应不佳的患者群体的治疗效果提供了新的思路和实验依据。

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