去势诱导前列腺癌细胞自噬在抗肿瘤免疫反应中的作用及机制研究

Prostate cancer has increasingly become a serious threat to men's health in China. By blocking the androgen receptor signaling pathway, androgen deprivation therapy (ADT) is a first-line treatment for prostate cancer. Although ADT is initially effective, resistance eventually occurs in most cases and leads to the development of castration resistant prostate cancer (CRPC).Even though multiple clinical trials of immunotherapy and castration for prostate cancer are currently ongoing, the clinical response is not as good as expected with elusive mechanism. Our preliminary data has indicated that the ADT-induced autophagy impairs the adaptive immune system which may contribute to the poor efficacy of immunotherapy in CRPC. In this study, we would like to determine whether autophagy inhibitor synergizes with castration to exert a vigorous anti-tumor immune response and whether the autophagy inhibitor-mediated immune upregulation is through the blockade of tumor cell autophagy. Mechanistically,we will explore whether the immunosuppression is potentially mediated by tumor cell autophagy-induced tumor specific antigen degradation. This project highlights an underappreciated effect and mechanism of ADT-induced autophagy in the anti-tumor immune response of prostate cancer. It will not only demonstrate that the proper use of combination therapies may promote the immunotherapy-initiated anti-tumor immune response but also provide new strategies for better tumor control.

前列腺癌在中国发病率逐年增加，雄激素阻断（去势治疗）作为一线方案能在治疗初期显著降低肿瘤负荷，但肿瘤多复发，形成去势抵抗性前列腺癌（CRPC），预后较差。免疫治疗近年来虽然在CRPC中获得广泛关注，但临床效果不如预期，机制未明。我们的前期工作提示，去势诱导的前列腺癌细胞自噬可能导致机体抗肿瘤免疫反应无法激活，是免疫治疗效果不佳的重要因素。因此，我们拟联合去势和自噬抑制剂治疗前列腺癌荷瘤小鼠，并检测治疗后的抗肿瘤免疫反应，分析自噬抑制剂对激活去势后T细胞应答的作用；通过荧光染料标记肿瘤细胞、敲除肿胞瘤细胞系中的自噬关键基因建立自噬缺陷细胞系等方法，阐明抑制肿瘤细胞自噬是否为增强CRPC抗肿瘤免疫反应的必要因素；再评价肿瘤细胞自噬对免疫应答中各关键环节的影响，解析其造成免疫缺陷的机制；本研究的实施有助于揭示去势对机体免疫系统的调节机理，为联合一线疗法与免疫疗法治疗CRPC提供实验依据和新策略。

前列腺癌是男性最常见的恶性实体肿瘤之一，患者接受常规一线去势治疗后效果不好，复发率较高并多发展成去势抵抗型前列腺癌（CRPC），预后较差。随着免疫治疗在多种实体瘤中获得突破，其在前列腺癌中的应用和研究受到关注，但是免疫治疗在前列腺癌中的临床疗效不甚理想，其作用机制尚不明确。我们的前期实验结果显示CPRC 免疫治疗临床效果与预期不一致的主要原因是抗肿瘤免疫反应活化缺陷或应答缺陷，因此寻找免疫治疗无法在前列腺癌治疗中取得理想疗效的关键原因，对今后更合理的设计前列腺癌治疗方案的设计十分重要。本项目就此问题聚焦于三个方面：（一）去势治疗联合自噬抑制剂是否能够增强CRPC抗肿瘤免疫反应？（二）自噬抑制剂协同于去势治疗的抗肿瘤CTL反应增强是否通过抑制肿瘤细胞本身自噬来实现?（三）肿瘤细胞的自噬通过何种作用机制CRPC抗肿瘤免疫反应？就此，我们研究发现：自噬抑制剂能够有效增强去势治疗后前列腺癌荷瘤小鼠的特异性抗肿瘤免疫反应；然而前期实验结果提示这种联合治疗引起CTL应答中的T细胞和DC本身没有缺陷，于是，我们推测肿瘤细胞本身的自噬时导致肿瘤细胞不会呈递抗原，从而发生免疫逃逸有可能是导致CTL失能的原因。进一步实验结果揭示去势治疗后的前列腺癌细胞通过自噬的限制其表面MHC I类分子的数量，阻碍抗原的呈递。我们发现去势治疗后的大多数MHC I类分子并不存在于前列腺癌细胞表面，而是存在于自噬体和自溶酶体中。通过氯喹等药物或基因工程等方法抑制自噬，可以恢复MHC I类分子的表面表达，增强了抗原的递呈。在小鼠前列腺癌去势模型中，自噬抑制导致细胞毒性T细胞流入肿瘤微环境，如果小鼠也接受检查点阻断治疗，就会产生强大的抗肿瘤免疫反应。据此，我们使用自噬抑制剂联合去势治疗和免疫治疗，取得了理想的抗肿瘤效果。