在对抗癌症的战场上，以T细胞和自然杀伤（NK）细胞为代表的免疫疗法展现出了革命性的潜力，它们能够精准识别并消灭肿瘤细胞。然而，在应对实体瘤时，这些“士兵”的征途却常常受阻。一个核心的瓶颈在于，细胞疗法要发挥作用，细胞必须首先成功“渗透”到致密的肿瘤组织内部。然而，实体瘤的微环境复杂，常常缺乏足够的化学吸引信号，导致治疗性的T细胞和NK细胞“找不到路”或“进不去”，这极大地限制了现有疗法的疗效。那么，能否为这些免疫细胞安装一个“导航仪”，主动引导它们向肿瘤部位迁移和浸润呢？
为回答这个问题，研究人员展开了一项创新的探索。他们不再局限于研究细胞自身固有的迁移机制，而是利用功能获得性筛选技术，系统性寻找能够“赋能”免疫细胞、增强其向实体瘤迁移能力的基因。相关研究成果已发表于《Nature Immunology》。
研究主要运用了以下几项关键技术：1. 利用CRISPR激活（CRISPRa）技术，在人类NK-92细胞系中进行大规模的功能获得性体内和体外筛选，以发现增强肿瘤浸润的基因靶点。2. 结合来自癌症患者（如乳腺癌、卵巢癌等）的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，进行生物信息学分析，鉴定与肿瘤浸润相关的基因特征。3. 采用Perturb-seq（单细胞CRISPR筛选与转录组测序结合）技术，分析特定基因扰动对细胞转录组的动态影响。4. 通过构建过表达特定受体（如GPR183）的工程化NK细胞、T细胞、CAR NK细胞和CAR T细胞，并在小鼠乳腺癌和卵巢癌模型中，综合运用流式细胞术、体外Transwell迁移实验、体内细胞追踪和肿瘤生长抑制实验，验证靶点功能与治疗效果。
研究结果
Metabolite-sensing GPCRs are tumor infiltration enhancers（代谢物感应GPCR是肿瘤浸润增强因子）
通过在小鼠乳腺癌和卵巢癌模型中进行的体内CRISPRa筛选，研究人员发现，激活一组G蛋白偶联受体（GPCR）能显著增强NK细胞向肿瘤的迁移。这些受体包括GPR183、GPR84、GPR34、GPR18、LPAR2、FPR3、C5AR1和CXCR2，它们被统称为“归巢GPCR”（tumor-homing GPCRs, thGPRs）。这些受体在乳腺癌和卵巢癌模型筛选中均被重复鉴定为顶级“命中”基因。
thGPRs enhance NK cell migration to factors released by cancer cells（thGPRs增强NK细胞向癌细胞释放因子的迁移）
后续的体外Transwell迁移实验和肿瘤球体浸润筛选证实，这组thGPR同样能强力驱动NK细胞向乳腺癌细胞培养上清或三维肿瘤球体迁移。这表明癌细胞释放的某些因子能够激活这些受体介导的趋化作用。
thGPRs mark specific lineages of tumor-infiltrating cells（thGPRs标记特定谱系的肿瘤浸润细胞）
对患者单细胞数据的分析显示，这些thGPR在人体内的表达具有细胞类型和组织特异性。例如，GPR84、GPR34、FPR3和C5AR1主要在髓系细胞（如巨噬细胞）中表达，而GPR183则主要在未成熟的NK细胞和CD8+T细胞中表达，并与早期发育阶段相关。
GPR183affects the NK cell transcriptome in a ligand-dependent manner（GPR183以配体依赖的方式影响NK细胞转录组）
研究人员通过Perturb-seq技术深入研究了thGPRs过表达对NK细胞转录组的影响。他们发现，GPR183的过表达仅在存在其配体7α,25-二羟胆固醇（7α,25-OHC）的情况下，才会引发广泛的转录重编程，涉及粘附、细胞膜组织和代谢相关基因的表达变化。这揭示了GPR183的信号传导具有高度的配体依赖性。
GPR183 mobilizes NK cells to breast cancer cells and tumors（GPR183驱动NK细胞向乳腺癌细胞和肿瘤迁移）
机制研究表明，乳腺癌细胞系表达合成7α,25-OHC所需的关键酶（CYP7B1、CH25H）。敲除癌细胞中的CYP7B1基因，可消除GPR183过表达的NK细胞对其上清液的迁移增强效应。在体外，GPR183过表达的NK细胞、原代NK细胞和T细胞均显示出对肿瘤组织裂解液更强的迁移偏好性。在体内共注射实验中，GPR183过表达的NK细胞在肿瘤中的富集程度是对照细胞的四倍以上，证明了其强大的肿瘤定向迁移能力。
GPR183 enhances NK-92 and CAR NK-92 cell efficacy in vivo（GPR183增强NK-92和CAR NK-92细胞的体内疗效）
功能上，在免疫缺陷小鼠的乳腺癌模型中，过表达GPR183的NK-92细胞或靶向上皮细胞粘附分子（EpCAM）的CAR NK-92细胞，均能比各自的对照组更有效地控制肿瘤生长，展示了其治疗潜力。
GPR183 enhances T cell tumor infiltration and in vivo efficacy（GPR183增强T细胞肿瘤浸润和体内疗效）
该策略同样适用于T细胞。在原发性人CD8+T细胞中过表达GPR183，能增强其向肿瘤的迁移。更重要的是，在免疫缺陷小鼠模型中，GPR183过表达的EpCAM CAR T细胞在肿瘤中浸润更多，并展现出比对照组CAR T细胞更强的肿瘤控制能力和更长的生存期。
GPR183 enhances T cell in vivo efficacy in immunocompetent mice（GPR183在免疫健全小鼠中增强T细胞的体内疗效）
为了在更完整的免疫环境下验证效果，研究团队在小鼠OT-1 CD8+T细胞（识别卵清蛋白）中过表达小鼠Gpr183，并将其过继转移到携带表达卵清蛋白的E0771小鼠乳腺癌细胞的免疫健全C57BL/6小鼠体内。结果显示，Gpr183过表达的OT-1 T细胞能更有效地抑制肿瘤生长，并让70%的小鼠获得完全缓解，疗效显著优于对照组。
研究结论与意义
本研究的核心结论是，通过系统性功能获得性筛选，发现了一类代谢物感应GPCR（thGPRs，特别是GPR183）可作为强大的“导航分子”，对免疫细胞进行工程化改造，能够主动引导它们向实体瘤迁移和浸润。研究人员在NK细胞、T细胞、CAR NK细胞和CAR T细胞中验证了这一策略，显著提高了这些细胞在多种小鼠肿瘤模型中的浸润能力和治疗效果。
这项研究的意义重大。首先，它突破了传统上主要依赖蛋白质间相互作用（如趋化因子-受体）来设计细胞疗法的局限，开创性地利用了肿瘤微环境中固有的生物化学信号（如氧化甾醇代谢物）作为导航信标。其次，研究提供了一种全新的、可编程的“细胞递送”解决方案。通过为治疗性细胞装备特定的代谢物感应受体，可以实现“生物化学引导的空间靶向”，即让细胞能够主动感知并追踪肿瘤部位释放的特异性代谢物梯度，从而更精准、更高效地到达病灶。这为克服实体瘤免疫细胞浸润不足这一长期挑战提供了全新的思路和强有力的工具。未来，组合使用不同的thGPRs、设计合成受体变体或回路，有望开发出更复杂、更精准的模块化细胞疗法，极大地扩展细胞免疫治疗的应用前景。
