肿瘤转移中TCF-1对CD8 T细胞免疫应答的调节作用及机制研究

Metastasis is the hallmark of malignant tumors and is the main cause of treatment failure and death in most cancer patients. Studies have confirmed that CD8 T cell mediated immune response plays a key role in the control of tumor metastasis, however, persisting tumor antigens cause the exhaustion of CD8 T cells, making it unable to effectively eliminate tumor cells. However, the underlying mechanism of CD8 T cell immune response during this process remains unclear. Using mouse models of melanoma lung metastasis and colon cancer liver metastasis, we found that, after knockout of transcription factor TCF-1 in CD8 T cells, the number of CD8 T cells increased and the effect function was enhanced, and tumor metastasis was better controlled. The above evidence suggests that TCF-1 may be involved in negatively regulating the immune response of CD8 T cells in the case of tumor metastasis. Next, we intend to clarify the regulatory effect of TCF-1 on antigen-specific CD8 T cell immune response as well as the molecular mechanisms during tumor metastasis by using TCF-1 conditional knockout mice and tumor cell line expressing model antigen. Moreover, we will focus on identifying potential downstream regulatory targets and attempt to enhance the effector function of exhausted CD8 T cells by intervening TCF-1/relevant downstream targets, thus providing new ideas for immunotherapy of cancer.

肿瘤转移是肿瘤患者治疗失败和死亡的主要因素。研究证实CD8 T细胞介导的免疫应答在控制肿瘤转移中发挥关键作用，但持续存在的肿瘤抗原及抑制性免疫微环境造成CD8 T细胞功能耗竭，使之无法有效清除肿瘤转移灶。在此过程中CD8 T细胞免疫应答的调节机制尚不清楚。前期我们以小鼠黑色素瘤肺转移及结肠癌肝转移为模型，发现敲除转录因子TCF-1后，CD8 T细胞数量增加，效应功能增强，使肿瘤转移得到较好的控制，提示我们：肿瘤转移情况下TCF-1可能负性调控CD8 T细胞免疫应答。下一步，本研究拟利用TCF-1条件性敲除小鼠及表达模式抗原的肿瘤细胞，明确肿瘤转移中TCF-1对肿瘤抗原特异性CD8 T细胞免疫应答的调节作用。同时将从转录水平和表观遗传学水平探索TCF-1调控CD8 T细胞免疫应答的分子机制，明确下游靶点，并尝试通过干预下游靶点来提升耗竭CD8 T细胞效应功能，为肿瘤的临床免疫治疗提供新思路。

肿瘤是严重危害人类健康的疾病，目前传统手段及新型免疫疗法等治疗策略对恶性肿瘤尤其是发生转移的肿瘤效果甚微，使肿瘤转移成为临床大多数患者治疗失败和致死的主要因素。CD8 T细胞能直接杀伤肿瘤细胞，在控制肿瘤转移过程中发挥重要作用。然而目前关于肿瘤微环境，尤其是肿瘤转移情况下CD8 T细胞免疫应答的调控机制尚不明确，亟待研究。在前期研究基础上，我们发现转录因子TCF-1对耗竭环境中抗原特异性CD8 T细胞效应功能及种群的维持至关重要，因此，本研究主要探索肿瘤转移情况下TCF-1对CD8 T细胞免疫应答的调控作用。通过建立多种表达模式抗原的小鼠肿瘤转移模型、联合基因工程小鼠，我们建立了能定向观察肿瘤抗原特异性免疫应答的示踪系统。在此基础上，我们发现缺失Tcf7基因能显著调高抗原特异性CD8 T细胞（P14）效应分子的释放及短时迁移能力，增强机体对肿瘤转移的控制；然而TCF-1表达缺失造成抗原特异性CD8 T细胞数量逐渐减少，这也解释了缺失Tcf7基因CD8 T细胞无法长期维持对肿瘤的控制。通过高通量测序，我们发现Tcf7基因缺失能上调表达与效应功能相关的分子，CD8 T细胞朝效应T细胞方向转变。同时，我们发现转录因子Helios的编码基因Ikzf2在两组之间变化最大；进一步发现Helios缺失的小鼠展示出与TCF-1 KO小鼠类似的肿瘤控制能力，提示我们Helios可能是TCF-1下游调控靶点。基于此项目，申请人共发表原创性论著5篇，培养3名研究生，同时提交新型发明专利一项。该研究加深了本领域对T细胞抗肿瘤免疫应答的理解，为提高肿瘤免疫治疗效果提供新的理论依据。