GSK-3β调控Tscm细胞分化在胃癌中的作用及机制研究

T memory stem cell (Tscm) was identified as a new subunit of memory T cells, which is capable of massive proliferation and indefinite persistence. Tscm could be a potential therapeutic T cells for cancer immunotherapy. Previously, we found that Tscm accumulated in peripheral blood of gastric cancer (GC) patients and decreased with disease progression; in addition, injection of GSK-3β inhibitor in Tscm transferred Rag1-/- mice bearing fore stomach carcinoma increased tumor regression. Furthermore, a small molecule GSK-3β inhibitor, upregulated FasL expression, resulted in increased CD8+ cytotoxic T lymphocyte (CTL) function of Tscm. In the study, we intend to investigate: 1). The regulation of GSK-3β and FasL on Tscm differentiation and function in vitro and in tumor-bearing mouse model; 2). The molecular mechanism of FasL expression upregulation after GSK-3β inhibition by the use of ChIP assay; 3). Verify GSK-3β on the regulation of FasL expression and Tscm function in GC patient samples, and analyze the correlations with clinical data. Our study will identify GSK-3β as a regulator of FasL expression which promote Tscm cell differentiation, and demonstrate the applicability of GSK-3β inhibitor in the modulation anti-tumor immunity of Tscm cells in GC.

记忆性干细胞样T细胞（Tscm）是一种新型记忆性T细胞亚群，能够自我更新，具有多向分化潜能，可能成为免疫治疗肿瘤的新方向。前期研究发现，胃癌病人外周血中Tscm增高，并在TNM分期中呈下降趋势；荷瘤模型中，过继Tscm可抑制肿瘤生长；提示Tscm发挥免疫保护作用。研究还发现，抑制GSK-3β通过促进Tscm分化及上调FasL表达，从而增强其细胞毒性作用。本项目以GSK3β-FasL为研究对象，首先，在细胞及荷瘤模型中研究GSK-3β及FasL对Tscm分化及功能的调控；然后，通过ChIP，验证抑制GSK-3β促进FasL表达的分子机制；最后，临床标本验证GSK-3β对FasL的表达以及Tscm功能的调控；关联临床资料，分析三者在胃癌进展中的临床意义。明确GSK-3β调控Tscm分化而发挥保护的机制，将使GSK-3β及Tscm可能成为新型的免疫调节手段用于治疗胃癌提供新的思路和理论支撑。

胃癌是全球性的，具有高发病率和高致死率的恶性肿瘤。肿瘤免疫一直伴随着胃癌的发生、发展和转归等疾病进程。CD8+T细胞免疫应答在机体抵抗胃癌中发挥了重要作用，但是CD8+T细胞如何发挥功能仍不清楚。我们通过流式以及免疫组化等技术，研究分析了胃癌患者外周血及肿瘤组织中的CD8+T细胞的分布、表型、功能特性以及临床相关性。首先发现，胃癌病人外周血中记忆性干细胞样T细胞（Tscm细胞：CD45RA+CD27+CCR7+CD95+CD8+CD3+）的比例明显增高，并且在TNM分期中呈逐渐下降趋势；抑制GSK-3β信号通路促进Tscm细胞表达FasL及T-bet，从而增强Tscm细胞毒性作用。在荷瘤模型中，Tscm细胞表现出较强的抗瘤功能，并且与GSK-3β信号通路介导的细胞分化密切相关。同时，我们还发现，CD8+CD103+组织驻留记忆性T细胞（TRM）的比例在肿瘤组织中显著降低；大多数肿瘤浸润性CD8+CD103+TRM的表型为PD-1和4-1BB高表达的CD45RA-CCR7-的效应性记忆细胞类型；并且由于其颗粒酶B和穿孔素表达降低而显示出细胞杀伤能力受损；体外PD-1阻断可以恢复肿瘤浸润性CD8+CD103+TRM的细胞杀伤能力，这种抗PD-1介导的CD8+T细胞再活化可以通过4-1BB共刺激得到进一步增强；较低水平的肿瘤浸润性CD8+CD103+TRM预示着较差胃癌的进展和较低的患者的生存率。综上，本课题研究了胃癌微环境中两类记忆性CD8+T细胞的亚群：Tscm和TRM在胃癌免疫中的作用及功能特征，为胃癌的免疫治疗提供新的思路和理论支撑。