腫瘤免疫治療為癌癥患者帶來新的治療手段和希望，在多種腫瘤類型中得到了成功應(yīng)用。一部分病人可以響應(yīng)免疫治療并取得理想的治療效果，但大部分病人對免疫治療無法產(chǎn)生響應(yīng)。其中一個重要原因是其腫瘤微環(huán)境中T細(xì)胞的功能已經(jīng)處于不可逆的失調(diào)狀態(tài)。研究表明，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞是誘導(dǎo)T細(xì)胞功能失調(diào)的主力軍之一。作為免疫細(xì)胞的一員，巨噬細(xì)胞進(jìn)入腫瘤微環(huán)境中后往往受到腫瘤的影響，轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)腫瘤生長并抑制T細(xì)胞功能的狀態(tài)，但其調(diào)控機制尚不清晰。作為真核細(xì)胞中mRNA上豐度最高的修飾類型，m⁶A修飾可通過影響mRNA的穩(wěn)定性及翻譯效率等過程對細(xì)胞功能進(jìn)行精確調(diào)控。但近期的工作也發(fā)現(xiàn)，m⁶A修飾系統(tǒng)在多種類型腫瘤中處于失調(diào)狀態(tài)。那么，m⁶A修飾失調(diào)是否影響腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的功能，并參與其對T細(xì)胞功能的調(diào)控呢？

5月20日，中國科學(xué)院北京基因組研究所（國家生物信息中心）研究員韓大力課題組聯(lián)合清華大學(xué)免疫研究所研究員徐萌團(tuán)隊，在Cancer Cell上，發(fā)表題為The loss of RNA N⁶-adenosine methyltransferase Mettl14 in tumor-associated macrophages promotes CD8⁺ T cell dysfunction and tumor growth的研究論文，揭示了特定腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞亞群通過表觀轉(zhuǎn)錄組層面調(diào)控CD8⁺ T細(xì)胞功能的新機制：m⁶A甲基化酶METTL14在C1q⁺巨噬細(xì)胞中的喪失，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞中Ebi3轉(zhuǎn)錄本上m⁶A修飾的降低和EBI3表達(dá)量的增加，進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤浸潤的CD8⁺ T細(xì)胞的功能失調(diào)。

研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞中存在一類C1q⁺巨噬細(xì)胞亞群，通過表面的免疫調(diào)節(jié)受體和T細(xì)胞相互作用。C1q⁺巨噬細(xì)胞亞群中富集和m⁶A修飾相關(guān)的基因（如Mettl14）。進(jìn)一步探究m⁶A修飾在巨噬細(xì)胞中的作用，研究人員發(fā)現(xiàn)，在巨噬細(xì)胞中特異性敲除Mettl14的小鼠抗腫瘤能力低于野生型小鼠，腫瘤浸潤的CD8⁺ T細(xì)胞比例顯著下降。單細(xì)胞測序數(shù)據(jù)表明，與野生型對照組相比，巨噬細(xì)胞中Mettl14的缺失可導(dǎo)致免疫微環(huán)境中浸潤的效應(yīng)性CD8⁺ T細(xì)胞和耗竭性T細(xì)胞前體細(xì)胞顯著減少，而活化異常且功能失調(diào)的中間態(tài)CD8⁺ T細(xì)胞顯著增多。功能驗證進(jìn)一步說明，巨噬細(xì)胞中Mettl14的缺失導(dǎo)致CD8⁺ T細(xì)胞的殺傷性功能下降，并且上調(diào)表達(dá)共抑制性受體。這些結(jié)果說明，Mettl14缺失的巨噬細(xì)胞打破了CD8⁺ T細(xì)胞分化的平衡，即抑制效應(yīng)性CD8⁺ T細(xì)胞的活化而促使CD8⁺ T細(xì)胞功能失調(diào)。

通過整合分析野生型和Mettl14缺失的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的m⁶A-seq和RNA-seq數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)Ebi3 mRNA上的m⁶A修飾水平在Mettl14缺失的巨噬細(xì)胞中顯著降低，Ebi3 mRNA水平和蛋白表達(dá)水平顯著提高。EBI3中和抗體通過挽救Mettl14條件性敲除小鼠中CD8⁺ T細(xì)胞的殺傷性功能，顯著提高其抗腫瘤能力。結(jié)果表明，Mettl14缺失的巨噬細(xì)胞通過提高EBI3的表達(dá)量誘導(dǎo)CD8⁺ T細(xì)胞功能失調(diào)。為了探究上述結(jié)論是否適用于病人腫瘤樣本，研究人員首先使用多色免疫組織化學(xué)染色技術(shù)，發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌病人的腫瘤樣本中巨噬細(xì)胞與CD8⁺ T細(xì)胞的臨近位置關(guān)系。此外，腫瘤基質(zhì)中METTL14的表達(dá)量與m⁶A修飾水平及CD8⁺ T細(xì)胞的浸潤呈正相關(guān)關(guān)系。腫瘤基質(zhì)的m⁶A修飾水平高的病人與m⁶A修飾水平低的病人相比，腫瘤基質(zhì)中浸潤的CD8⁺ T細(xì)胞效應(yīng)性功能更好。

綜上，該研究報道了腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞中RNA m⁶A修飾的失調(diào)導(dǎo)致EBI3表達(dá)量的上調(diào)，促使CD8⁺ T細(xì)胞功能失調(diào)的新機制。研究表明，m⁶A修飾在表觀轉(zhuǎn)錄層面調(diào)控巨噬細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)功能，強調(diào)了巨噬細(xì)胞功能可塑性可通過表觀轉(zhuǎn)錄動態(tài)變化實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控。研究人員提出，靶向Mettl14下游抑制CD8⁺ T細(xì)胞功能的分子（如EBI3），有望恢復(fù)CD8⁺ T細(xì)胞功能并提高現(xiàn)有PD-1/PD-L1阻斷抗體療法的響應(yīng)率。

韓大力和徐萌為論文的共同通訊作者，清華大學(xué)博士生董麗輝、北京基因組所博士生陳傳遠(yuǎn)和張亞偉為論文的共同第一作者。北京基因組所博士后常人葆、博士生梁廣豪和清華大學(xué)博士生郭霈錦、劉弋、李亦林和孫夢雪參與了研究工作。北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院教授沈琳團(tuán)隊、北京大學(xué)研究員劉君、中科院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員汪海林和博士賴瑋毅、芝加哥大學(xué)Urszula Dougherty和Marc B. Bissonnette對論文做出貢獻(xiàn)。

論文鏈接

腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞m⁶A修飾酶Mettl14的降低將上調(diào)Ebi3 mRNA的穩(wěn)定性，提高EBI3的分泌釋放并進(jìn)一步致使CD8⁺ T cells的功能失調(diào)，最終促進(jìn)腫瘤生長

來源： 北京基因組研究所