多胺通過調(diào)節(jié)性T細(xì)胞功能特化調(diào)控適應(yīng)性抗腫瘤免疫

   在癌癥中，代謝改變和失控的腫瘤生長(zhǎng)會(huì)改變營養(yǎng)物質(zhì)的可利用性，進(jìn)而影響抗腫瘤免疫反應(yīng)。調(diào)節(jié)性T（Treg）細(xì)胞是具有免疫抑制特性的T細(xì)胞亞群，它們也能影響組織穩(wěn)態(tài)和修復(fù)。然而，這些功能在分子機(jī)制上如何被控制，以及它們是否受腫瘤代謝的影響，尚不清楚。本研究揭示，腫瘤微環(huán)境中多胺的過量釋放，會(huì)以蛋白激酶CK2（CK2）依賴的方式，引導(dǎo)Treg細(xì)胞向免疫抑制方向發(fā)生功能極化。剝奪多胺供應(yīng)，或者在Treg細(xì)胞中通過基因或藥物手段抑制CK2活性，能誘導(dǎo)Treg細(xì)胞產(chǎn)生組織修復(fù)特性。這些具有修復(fù)特性的Treg細(xì)胞協(xié)調(diào)了高效的抗腫瘤2型免疫反應(yīng)，并協(xié)同組織修復(fù)機(jī)制，從而支持腫瘤的清除。這些發(fā)現(xiàn)表明，靶向調(diào)控Treg細(xì)胞的功能可作為癌癥治療的潛在途徑。本文于2025年7月發(fā)表于《Immunity》，IF：26.3。

圖形摘要

主要研究結(jié)果：

1.腫瘤產(chǎn)生的多胺調(diào)控適應(yīng)性抗腫瘤免疫應(yīng)答

   為評(píng)估腫瘤來源的代謝物，研究人員給野生型（WT）小鼠皮下（s.c.）注射了B16.F10黑色素瘤（B16.F10）細(xì)胞或MC38結(jié)腸腺癌（MC38）細(xì)胞。當(dāng)腫瘤生長(zhǎng)至約200 mm3時(shí)進(jìn)行切除，并用PBS沖洗以收集間質(zhì)液進(jìn)行定量質(zhì)譜分析。分析顯示腫瘤微環(huán)境（TME）中存在多種豐富的代謝物，其中腐胺、精胺和亞精胺的水平與健康皮膚相比顯著升高（圖1A）。與此一致的是，荷瘤小鼠血清多胺濃度的升高與人類患者的發(fā)現(xiàn)相呼應(yīng)，表明腫瘤來源的多胺釋放增強(qiáng)（圖1B）。為進(jìn)一步評(píng)估其與人類腫瘤的相關(guān)性，研究人員分析了癌癥基因組圖譜（TCGA）的數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示腫瘤組織中多胺合成代謝酶的表達(dá)升高。此外，促進(jìn)多胺合成的酶（ODC1、SRM、SMS、AZIN1和AMD1）的高表達(dá)與較差的生存率相關(guān)，而分解代謝酶（SAT1、PAOX、SMOX和OAZ1–3）表達(dá)升高則預(yù)示著較好的預(yù)。鑒于研究人員關(guān)注多胺驅(qū)動(dòng)的適應(yīng)性免疫抑制，他們選擇了低免疫原性且生長(zhǎng)迅速的B16.F10黑色素瘤模型。

圖1 腫瘤來源的多胺抑制抗腫瘤2型免疫

   鑒于多胺作為癌癥診斷生物標(biāo)志物的作用，研究人員探究了腫瘤微環(huán)境（TME）中升高的間質(zhì)多胺水平如何影響腫瘤進(jìn)展。雖然多胺生物合成限速酶ODC1的完全種系缺失在體外會(huì)導(dǎo)致B16.F10細(xì)胞死亡，但研究人員轉(zhuǎn)而使用二氟甲基鳥氨酸（DFMO）或小干擾RNA（siRNA）抑制ODC1，以研究腫瘤來源的多胺在免疫應(yīng)答中的作用。在將B16.F10細(xì)胞皮下（s.c.）接種到C57BL/6J野生型（WT）小鼠體內(nèi)之前，先用DFMO處理或用靶向Odc1的siRNA轉(zhuǎn)染。使用DFMO抑制ODC1降低了細(xì)胞內(nèi)亞精胺和精胺的水平，并導(dǎo)致精氨酸（ODC1底物L(fēng)-鳥氨酸的前體）的積累（圖1C）。這種代謝阻斷導(dǎo)致體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)減少（圖1D），表明可能對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖、抗腫瘤免疫或兩者都有直接影響。同樣，使用siRNA沉默Odc1減少了多胺產(chǎn)生并限制了腫瘤進(jìn)展。對(duì)腫瘤浸潤C(jī)D4+ T細(xì)胞的分析顯示，ODC1抑制后出現(xiàn)了偏向TH2的免疫應(yīng)答，表現(xiàn)為GATA3+和白介素（IL）-4+細(xì)胞增加，而干擾素（IFN）-γ+細(xì)胞數(shù)量不變（圖1E–1G），提示多胺抑制2型免疫。為評(píng)估TME中多胺剝奪如何影響調(diào)控2型免疫的Treg細(xì)胞，研究人員分析了經(jīng)DFMO處理或ODC1沉默的腫瘤及其各自對(duì)照組中腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（TIL）內(nèi)表達(dá)免疫球蛋白樣轉(zhuǎn)錄物（ILT）3的Treg細(xì)胞。抑制多胺合成后，TME中無法抑制2型免疫的ILT3+ Treg細(xì)胞亞群增加（圖1H）。ILT3+ Treg細(xì)胞的發(fā)育及其促TH2功能依賴于CK2β，后者調(diào)控全酶組裝和激酶活性。在體外，多胺結(jié)合到CK2β的蘇氨酸72位點(diǎn)（位于催化口袋附近含谷氨酸的三肽E60/61/63旁），這種結(jié)合誘導(dǎo)構(gòu)象變化，增強(qiáng)底物進(jìn)入和CK2磷酸化活性。為證實(shí)他們的發(fā)現(xiàn)，研究人員使用SwissDock進(jìn)行了分子對(duì)接，并用Chimera可視化預(yù)測(cè)的多胺與CK2β的結(jié)合，確定酸性凹槽為主要結(jié)合位點(diǎn)，證實(shí)了Leroy等人的發(fā)現(xiàn)。為評(píng)估多胺在調(diào)控Treg細(xì)胞CK2活性中的作用，研究人員用ODC1抑制劑DFMO或外源性亞精胺培養(yǎng)野生型Treg細(xì)胞。DFMO降低了CK2全酶活性，而亞精胺則增強(qiáng)了該活性（圖1I），表明存在特定的調(diào)控機(jī)制。此外，DFMO處理增加了Treg細(xì)胞上ILT3的表達(dá)，這種效應(yīng)可被亞精胺逆轉(zhuǎn)。在CK2β缺陷的Treg細(xì)胞中則不存在這種調(diào)控（圖1J），證實(shí)多胺介導(dǎo)的ILT3表達(dá)調(diào)控依賴于CK2β活性。

2. Treg細(xì)胞特異性CK2β缺失促進(jìn)高效抗腫瘤免疫

   為明確CK2β在多胺調(diào)控的Treg細(xì)胞活性中的功能相關(guān)性，研究人員使用了Csnk2bTreg?/?小鼠（Csnk2bfl/flFoxp3-IRES-Cre），該小鼠在FOXP3+ Treg細(xì)胞中特異性缺失CK2β。這些小鼠出生符合孟德爾比率，表型正常，胸腺Treg細(xì)胞的發(fā)育、穩(wěn)態(tài)和多胺合成均未改變。CK2β缺失顯著降低了Treg細(xì)胞中CK2全酶的活性。為評(píng)估這是否影響細(xì)胞適應(yīng)性，研究人員使用等量的CD90.2+ Csnk2bTreg?/?和CD90.1+ 野生型（WT）骨髓構(gòu)建了混合骨髓嵌合體。移植后8周，兩組Treg細(xì)胞在外周淋巴結(jié)中的比例相當(dāng)，表明盡管缺失CK2β，其競(jìng)爭(zhēng)適應(yīng)性仍得以保留。

   在排除了CK2β缺失對(duì)Treg細(xì)胞適應(yīng)性的影響后，研究人員給小鼠皮下接種B16.F10細(xì)胞，觀察到與同窩對(duì)照小鼠（Csnk2bfl/fl）相比，Csnk2bTreg?/?小鼠的腫瘤生長(zhǎng)顯著減緩（圖2A）。腫瘤生長(zhǎng)減緩伴隨著TME中CD45+免疫細(xì)胞浸潤增強(qiáng)（圖2B），表明抗腫瘤反應(yīng)更強(qiáng)。為在單細(xì)胞水平評(píng)估抗腫瘤免疫反應(yīng)，我們量化了TIL中細(xì)胞毒性CD8+ T細(xì)胞（CTL）的百分比和數(shù)量。該分析顯示CTL的百分比和數(shù)量均增加（圖2C和2D），表明腫瘤細(xì)胞殺傷能力增強(qiáng)。在Csnk2bTreg?/?小鼠的腫瘤浸潤C(jī)TL中，研究人員發(fā)現(xiàn)多功能CTL增多，表現(xiàn)為KLRG1表達(dá)增加（圖2E）、IFN-γ和腫瘤壞死因子α（TNF-α）共表達(dá)增加（圖2F），以及PD-1+LAG-3+CD8+ T細(xì)胞百分比降低（圖2G）。CK2β缺陷的Treg細(xì)胞上程序性細(xì)胞死亡蛋白1（PD-1）的表達(dá)也下調(diào)。對(duì)TME中αβ T細(xì)胞的單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）顯示，與對(duì)照組相比，Csnk2bTreg?/?小鼠的CTL中細(xì)胞毒性相關(guān)基因的表達(dá)更高（圖2H）。與這些發(fā)現(xiàn)一致，研究人員觀察到CD4+FOXP3?效應(yīng)T細(xì)胞（Tconv細(xì)胞）的百分比和數(shù)量均增加（圖2I和2J）。

圖2 Treg細(xì)胞特異性CK2β缺失促進(jìn)高效抗腫瘤免疫

   為分析這種強(qiáng)烈的抗腫瘤免疫反應(yīng)是否源于CK2β缺陷的Treg細(xì)胞抑制功能受損，研究人員檢測(cè)了與Treg細(xì)胞抑制功能相關(guān)分子的表達(dá)。該分析顯示CTLA-4、顆粒酶B（GrzB）、CD39和CD73的表達(dá)未改變，而白介素-10（IL-10）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）的表達(dá)略有增強(qiáng)，提示其抑制特性未發(fā)生改變。為在功能上檢測(cè)CK2β缺陷的Treg細(xì)胞的抑制特性，研究人員從Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠中分離出Treg細(xì)胞，并將其與從C57BL/6J野生型（WT）小鼠分離的初始CTL和CD11c+樹突狀細(xì)胞（DC）共培養(yǎng)。這些分析表明，在體外，CK2β缺陷和CK2β正常的Treg細(xì)胞抑制CTL增殖和IFN-γ產(chǎn)生的能力相當(dāng)。同樣，與CK2β正常的Treg細(xì)胞相比，CK2β缺陷的Treg細(xì)胞抑制TH1細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ的能力也相同。為在體內(nèi)檢測(cè)CK2β缺陷的Treg細(xì)胞的抑制能力，研究人員采用了T細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的結(jié)腸炎模型。他們觀察到，野生型和CK2β缺陷的Treg細(xì)胞在抑制由初始CD62LhighCD44?CD4+ T細(xì)胞過繼轉(zhuǎn)移至Rag1缺陷宿主小鼠誘導(dǎo)的結(jié)腸炎方面具有同等的抑制能力，這體現(xiàn)在它們均能預(yù)防炎癥依賴性體重減輕。

   總之，這些發(fā)現(xiàn)清楚地表明，Treg細(xì)胞中多胺依賴的CK2激活會(huì)損害高效的適應(yīng)性抗腫瘤免疫。

3.ILT3+ Treg細(xì)胞協(xié)調(diào)高效的2型抗腫瘤免疫應(yīng)答

   為評(píng)估Treg細(xì)胞中CK2β在多胺依賴性抑制抗腫瘤2型免疫應(yīng)答中的作用，研究人員分析了Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠腫瘤微環(huán)境（TME）中CD4+ T細(xì)胞區(qū)室的細(xì)胞組成。為此，研究人員給Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠接種B16.F10細(xì)胞，并在接種后第21天手術(shù)切除腫瘤。隨后分離Tconv細(xì)胞進(jìn)行RNA測(cè)序（RNA-seq）全轉(zhuǎn)錄組分析。差異表達(dá)基因（DEG）分析顯示，在腫瘤浸潤的Tconv細(xì)胞中，與TH2表型相關(guān)的基因表達(dá)顯著增強(qiáng)（圖3A）。為在細(xì)胞水平上證實(shí)這些發(fā)現(xiàn)，研究人員通過多色流式細(xì)胞術(shù)分析了Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠TME中TH2細(xì)胞的存在。該分析顯示表達(dá)GATA3、IL-4、IL-5和IL-13的TH2細(xì)胞百分比顯著增加，支持了腫瘤浸潤Tconv細(xì)胞RNA-seq獲得的結(jié)果（圖3B）。

圖3 Treg細(xì)胞中Csnk2b的缺失導(dǎo)致抗腫瘤2型免疫

   為評(píng)估荷瘤Csnk2bTreg?/?小鼠腫瘤微環(huán)境（TME）中Tconv細(xì)胞全轉(zhuǎn)錄組差異對(duì)抗腫瘤免疫的相關(guān)性，研究人員對(duì)Csnk2bTreg?/?小鼠腫瘤浸潤Tconv細(xì)胞中高表達(dá)的差異基因（DEG）進(jìn)行了生物信息學(xué)分析。為評(píng)估臨床意義，研究人員使用TCGA數(shù)據(jù)將這些基因與黑色素瘤患者預(yù)后進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析?；谠赥CGA皮膚黑色素瘤（SKCM）數(shù)據(jù)集中的表達(dá)，通過Gene Expression Profiling Interactive Analysis (GEPIA) 2生成一個(gè)基因特征集并進(jìn)行生存分析。這些分析表明，在荷瘤Csnk2bTreg?/?小鼠TME的Tconv細(xì)胞中觀察到的轉(zhuǎn)錄組變化與黑色素瘤患者生存率的提高顯著相關(guān)（圖3C）。這些發(fā)現(xiàn)提示，Treg細(xì)胞中CK2β的缺失及隨之增強(qiáng)的TH2驅(qū)動(dòng)的抗腫瘤免疫應(yīng)答可能具有跨物種相關(guān)性。

   為理解這種適應(yīng)性2型免疫的成因，研究人員對(duì)TME中的抗原提呈細(xì)胞進(jìn)行了基于流式細(xì)胞術(shù)的分析。分析顯示TME中表達(dá)干擾素調(diào)節(jié)因子4（IRF4）和程序性細(xì)胞死亡1配體2（PD-L2）的樹突狀細(xì)胞（DC）亞群比例增加（圖3D），該亞群支持TH2細(xì)胞分化。為理解TME中增強(qiáng)的2型免疫應(yīng)答發(fā)展對(duì)髓系抗腫瘤免疫反應(yīng)的影響，研究人員通過多色流式細(xì)胞術(shù)分析了粒細(xì)胞。研究人員觀察到嗜酸性粒細(xì)胞在TME中的顯著浸潤（圖3E），這可能是對(duì)TH2細(xì)胞來源的IL-5和IL-13的反應(yīng)。

   為理解觀察到的增強(qiáng)的2型免疫和嗜酸性粒細(xì)胞募集的作用，研究人員通過注射α-唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素（SIGLEC）-F抗體在體內(nèi)清除嗜酸性粒細(xì)胞。流式細(xì)胞術(shù)分析和基于t分布隨機(jī)鄰域嵌入（tSNE）的可視化顯示，α-SIGLEC-F處理后嗜酸性粒細(xì)胞幾乎完全消失。此外，在Csnk2bTreg?/?小鼠中清除嗜酸性粒細(xì)胞導(dǎo)致抗腫瘤免疫受損（圖3F）以及TME中CTL百分比降低（圖3G），進(jìn)一步削弱了有效的抗腫瘤免疫。

4.抗腫瘤2型免疫可防止CTL耗竭

   當(dāng)前的癌癥免疫療法，包括免疫檢查點(diǎn)阻斷，主要集中于增強(qiáng)1型免疫以根除癌細(xì)胞。雖然這些方法已取得臨床成功，但如何防止CTL耗竭（即癌癥反應(yīng)性T細(xì)胞失去功能并無法控制腫瘤生長(zhǎng)）仍知之甚少。為理解Treg細(xì)胞調(diào)控的2型免疫應(yīng)答如何控制Csnk2bTreg?/?小鼠腫瘤中CTL的多功能性，研究人員根據(jù)Satpathy及其同事的方法建立了一個(gè)慢性體外耗竭模型。刺激后收集細(xì)胞，并通過分析PD-1、T細(xì)胞免疫球蛋白及粘蛋白結(jié)構(gòu)域蛋白-3（TIM-3）、IFN-γ、TNF和GrzB的表達(dá)來測(cè)量耗竭程度。Csnk2bTreg?/?小鼠腫瘤浸潤C(jī)D4+ Tconv細(xì)胞中IL-4的產(chǎn)量顯著增加（圖3B），促使研究人員在該體外系統(tǒng)中測(cè)試外源性IL-4的作用。加入IL-4聯(lián)合慢性刺激導(dǎo)致CTL活力增強(qiáng)（圖3H）、表達(dá)PD-1和TIM-3的雙陽性細(xì)胞減少（圖3I）、IFN-γ和GrzB表達(dá)增強(qiáng)，而TNF表達(dá)不受影響（圖3J）。這些數(shù)據(jù)強(qiáng)烈表明，IL-4濃度的升高能夠防止Csnk2bTreg?/?小鼠腫瘤中CTL的耗竭。

5.蛋白激酶CK2調(diào)控Treg細(xì)胞的組織修復(fù)程序

   接下來，研究人員試圖理解Treg細(xì)胞中CK2β的缺失、ILT3+ Treg細(xì)胞的發(fā)育以及2型抗腫瘤免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)之間的關(guān)系。因此，研究人員通過多色流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)了Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠腫瘤中的ILT3+ Treg細(xì)胞。分析顯示，Csnk2bTreg?/?小鼠腫瘤浸潤ILT3+ Treg細(xì)胞的百分比（圖4A）和絕對(duì)數(shù)量（圖4B）均顯著增加。這些發(fā)現(xiàn)促使研究人員探究多胺導(dǎo)向的Treg細(xì)胞CK2活性的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。為此，研究人員在CK2β缺陷和CK2β正常的Treg細(xì)胞中進(jìn)行了激酶組學(xué)分析。分析表明這對(duì)CK2的多個(gè)下游通路有強(qiáng)烈影響，包括Lyn（圖4C），Lyn是組織駐留Treg細(xì)胞（tisTreg細(xì)胞）發(fā)育和功能所必需的激酶。CK2被證明可調(diào)節(jié)過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ）的核輸出，PPARγ是一種與Treg細(xì)胞組織駐留相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子。為分析CK2β缺陷的Treg細(xì)胞中CK2活性降低與PPARγ及ILT3表達(dá)之間的相關(guān)性，研究人員檢測(cè)了PPARγ缺陷的Treg細(xì)胞中ILT3的表達(dá)。該分析顯示編碼ILT3的基因Lilrb4a的mRNA表達(dá)顯著降低。為確定ILT3+ Treg細(xì)胞與tisTreg細(xì)胞之間的關(guān)系，研究人員基于Feuerer等人的數(shù)據(jù)（圖4D），對(duì)C57BL/6J小鼠的ILT3+和ILT3? Treg細(xì)胞進(jìn)行了RNA測(cè)序（RNA-seq），并比較了它們與tisTreg細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)。這些比較分析表明，ILT3+ Treg細(xì)胞與從皮膚分離的tisTreg細(xì)胞在整體轉(zhuǎn)錄水平上幾乎完全一致。為確認(rèn)ILT3是tisTreg細(xì)胞的表面標(biāo)志物，研究人員通過多色流式細(xì)胞術(shù)分析了腫瘤浸潤ILT3?和ILT3+ Treg細(xì)胞上ST2、KLRG1和GATA3的表達(dá)。分析顯示ILT3+ Treg細(xì)胞中ST2、KLRG1和GATA3的陽性比例更高。此外，雙調(diào)蛋白（AREG）和Vegfa在ILT3+ Treg細(xì)胞中的表達(dá)顯著增強(qiáng)，提示組織修復(fù)特性，尤其是在這些細(xì)胞中。

圖4 CK2β缺陷的Treg細(xì)胞表現(xiàn)出組織修復(fù)Treg細(xì)胞的顯著特征

   為分析腫瘤浸潤的CK2β缺陷Treg細(xì)胞中的tisTreg細(xì)胞特征，研究人員進(jìn)行了流式細(xì)胞術(shù)分析，以評(píng)估從Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠TME分離的Treg細(xì)胞上ST2、KLRG1、GATA3和CD103的表達(dá)。分析顯示，除ILT3外，CK2β缺陷的Treg細(xì)胞上ST2、KLRG1、GATA3和CD103也呈高表達(dá)（圖4E）。

   為研究CK2β缺失對(duì)組織修復(fù)特性的影響，研究人員從Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠分離Treg細(xì)胞，并刺激這些細(xì)胞72小時(shí)以允許傷口愈合因子分泌?；贓LISA的檢測(cè)顯示，CK2β缺陷的Treg細(xì)胞產(chǎn)生的tisTreg細(xì)胞效應(yīng)分子AREG和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）顯著增強(qiáng)（圖4F）。為分析組織修復(fù)功能，收集無細(xì)胞上清液，并在3T3小鼠成纖維細(xì)胞的傷口愈合實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行評(píng)估。來自CK2β缺陷Treg細(xì)胞的上清液比對(duì)照組更快地閉合細(xì)胞間隙，表明其組織修復(fù)特性增強(qiáng)（圖4G）。為在全基因組水平理解CK2β在tisTreg細(xì)胞發(fā)育中的作用，研究人員分離了Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠的Treg細(xì)胞，使用αCD3和αCD28聯(lián)合刺激72小時(shí)，并進(jìn)行了批量RNA測(cè)序（RNA-seq）。該分析顯示與tisTreg細(xì)胞表型相關(guān)的基因表達(dá)顯著增強(qiáng)，包括Il1rl1、Klrg1、Itgae、Gata3、Areg和Batf（圖4H）。

   總之，這些結(jié)果表明，Treg細(xì)胞中多胺驅(qū)動(dòng)的蛋白激酶CK2活性穩(wěn)定了其抑制特性并阻礙了組織修復(fù)功能。

6.多胺調(diào)控激酶CK2調(diào)節(jié)的Treg細(xì)胞組織修復(fù)特性

   為全面了解多胺剝奪及伴隨的CK2活性降低所誘導(dǎo)的變化，研究人員在存在和不存在DFMO的情況下對(duì)Treg細(xì)胞進(jìn)行了批量RNA測(cè)序（RNA-seq）分析。使用磁珠從C57BL/6J小鼠脾細(xì)胞分離Treg細(xì)胞，隨后在無多胺培養(yǎng)基中培養(yǎng)，添加或不添加DFMO以抑制內(nèi)源性多胺合成。

   分析顯示與tisTreg細(xì)胞修復(fù)特性相關(guān)的基因表達(dá)增強(qiáng)。特別觀察到，多胺剝奪后，Klrg1、Il1r1、Areg和Lilrb4a基因的表達(dá)相對(duì)較強(qiáng)（圖5A）。此外，對(duì)這些細(xì)胞培養(yǎng)上清液的分析顯示AREG產(chǎn)量顯著，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了多胺剝奪對(duì)tisTreg細(xì)胞功能的誘導(dǎo)作用（圖5B）。

圖5 多胺調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞的組織修復(fù)能力

   為證實(shí)多胺調(diào)控ILT3+ Treg細(xì)胞的發(fā)育，研究人員從Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠的脾細(xì)胞中分離Treg細(xì)胞，并在存在或不存在DFMO的條件下刺激細(xì)胞后進(jìn)行批量RNA測(cè)序（RNA-seq）。這些分析證實(shí)，多胺剝奪以及CK2β缺失均導(dǎo)致與tisTreg細(xì)胞表型相關(guān)基因的表達(dá)，并證明在501個(gè)多胺依賴性上調(diào)基因中，有283個(gè)基因的表達(dá)依賴于CK2β。

   為在蛋白水平進(jìn)一步證實(shí)這一結(jié)果，研究人員進(jìn)行了流式細(xì)胞術(shù)分析，檢測(cè)在添加或不添加DFMO的無多胺培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)胞后tisTreg細(xì)胞標(biāo)志物ST2、KLRG1、GATA3和CD103的表達(dá)。該分析通過流式細(xì)胞術(shù)證實(shí)，在多胺剝奪條件下，這些tisTreg細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)增強(qiáng)（圖5C）。僅在CK2β存在的情況下，單獨(dú)的多胺剝奪就顯著增加了所有檢測(cè)的tisTreg細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)。該結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，多胺剝奪以CK2β依賴的方式在ILT3+ Treg細(xì)胞的發(fā)育中起著核心作用。

   為理解tisTreg細(xì)胞協(xié)調(diào)的組織修復(fù)程序在腫瘤微環(huán)境（TME）中的作用，研究人員通過免疫組織化學(xué)分析了TME的血管化情況。伴隨Csnk2bTreg?/?小鼠TME中ILT3+ Treg細(xì)胞數(shù)量的增加，腫瘤顯示出CD31+血管形成增強(qiáng)（圖5D），這可能有助于減少缺氧、改善營養(yǎng)供應(yīng)并促進(jìn)代謝副產(chǎn)物的清除。為檢測(cè)這些腫瘤中的缺氧情況，研究人員進(jìn)一步染色了B淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)成熟蛋白-1（BLIMP-1）轉(zhuǎn)錄因子，其表達(dá)受缺氧誘導(dǎo)因子1-α（HIF1α）調(diào)控并在缺氧條件下增加36。與Csnk2bfl/fl小鼠的腫瘤相比，Csnk2bTreg?/?小鼠腫瘤中BLIMP-1的表達(dá)顯著降低（圖5E），表明缺氧程度減輕。為從空間角度理解增強(qiáng)的血管化的影響，我們進(jìn)行了腫瘤切片的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。與在Csnk2bfl/fl小鼠中生長(zhǎng)的腫瘤相比，在Csnk2bTreg?/?小鼠的腫瘤中，Arg1（已知在腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞中受缺氧依賴性HIF活性調(diào)控37）的表達(dá)顯著降低（圖5F，上圖）。通過聚類和分類，我們發(fā)現(xiàn)代表腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的簇5在Csnk2bfl/fl小鼠的腫瘤中高表達(dá)Arg1，但在Csnk2bTreg?/?小鼠的腫瘤中不表達(dá)，這支持CK2β缺陷的Treg細(xì)胞的組織修復(fù)特性有助于協(xié)調(diào)血管形成和減少缺氧（圖5F，下圖）。

   總之，ILT3+ Treg細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的組織修復(fù)功能可能是Csnk2bTreg?/?小鼠中血管形成增強(qiáng)、缺氧減少和強(qiáng)烈抗腫瘤免疫反應(yīng)的原因。

7.多胺代謝是基于Treg細(xì)胞的腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)

   多胺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑AMXT 1501和ODC1抑制劑DFMO的聯(lián)合治療目前正在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行測(cè)試。為理解該治療方法對(duì)治療腫瘤TME中Treg細(xì)胞表型和功能的影響，研究人員給Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠接種B16.F10細(xì)胞，并口服DFMO聯(lián)合瘤周皮下注射AMXT 1501。研究人員測(cè)量了腫瘤生長(zhǎng)情況，并通過多色流式細(xì)胞術(shù)分析了TME中Treg細(xì)胞的表型。聯(lián)合治療對(duì)Csnk2bTreg?/?小鼠的腫瘤生長(zhǎng)沒有影響，但顯著減緩了Csnk2bfl/fl小鼠的腫瘤生長(zhǎng)，使其生長(zhǎng)速度與治療和未治療的Csnk2bTreg?/?小鼠中觀察到的減緩生長(zhǎng)相當(dāng)（圖6A）。此外，該治療對(duì)TME中總的Treg細(xì)胞沒有影響（圖6B），但顯著增強(qiáng)了ILT3+ Treg細(xì)胞的發(fā)育，表現(xiàn)為百分比（圖6C）和絕對(duì)數(shù)量的增加，達(dá)到與Csnk2bTreg?/?小鼠相當(dāng)?shù)乃?。同時(shí)，該治療導(dǎo)致了增強(qiáng)的2型抗腫瘤免疫，表現(xiàn)為表達(dá)GATA3-（圖6D）、IL-4-（圖6E）和IL-13-（圖6F）的腫瘤浸潤Tconv細(xì)胞的百分比和絕對(duì)數(shù)量增加，而表達(dá)IFN-γ的Tconv細(xì)胞百分比未改變（圖6G）?？傊?，這些結(jié)果表明，腫瘤來源的多胺控制ILT3+ Treg細(xì)胞的發(fā)育，并且多胺剝奪在體內(nèi)以ILT3+ Treg細(xì)胞和CK2β依賴的方式誘導(dǎo)有效的2型抗腫瘤免疫。

圖6 腫瘤來源的多胺改變腫瘤內(nèi)Treg細(xì)胞表型，阻礙有效的抗腫瘤反應(yīng)

8. ILT3+ Treg細(xì)胞和2型抗腫瘤免疫反應(yīng)對(duì)黑色素瘤患者有益

   為理解Treg細(xì)胞中CK2表達(dá)降低或LILRB4（編碼ILT3的基因）表達(dá)升高是否與黑色素瘤患者的生存獲益相關(guān)，研究人員利用TCGA數(shù)據(jù)進(jìn)行了生物信息學(xué)分析。與研究人員的臨床前模型數(shù)據(jù)一致，腫瘤活檢組織中CSNK2B表達(dá)降低聯(lián)合Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組特征（低CSNK2B表達(dá)/高Treg細(xì)胞），以及LILRB4表達(dá)升高聯(lián)合Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組特征（高LILRB4表達(dá)/高Treg細(xì)胞），均與黑色素瘤患者的生存期延長(zhǎng)顯著相關(guān)（圖7A和7B）。同樣，CSNK2B表達(dá)降低以及TH2細(xì)胞主轉(zhuǎn)錄因子GATA3或嗜酸性粒細(xì)胞強(qiáng)表達(dá)分子SIGLEC8的表達(dá)升高也與生存期延長(zhǎng)相關(guān)。此外，腫瘤活檢中ILT3的表達(dá)與GATA3和SIGLEC8的表達(dá)呈正相關(guān)。為理解Treg細(xì)胞中CK2β的作用以及ILT3+ Treg細(xì)胞在患者腫瘤中的作用，我們從RNA-seq分析中提取了這些細(xì)胞的特異性基因特征集（Areg, Batf, Ccr8, Cd44, Gata3, Gzmb, Il10, Il1rl1, Irf4, Itgae, Klrg1, and Lilrb4a），并將該轉(zhuǎn)錄組特征用于TCGA數(shù)據(jù)集的生存率分析。這些分析表明，該Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組特征表達(dá)增強(qiáng)導(dǎo)致生存率提高。因此，這些分析支持ILT3+ Treg細(xì)胞在協(xié)調(diào)人類中有效的TH2細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的2型抗腫瘤免疫方面發(fā)揮重要作用。

圖7 Csnk2b的缺失或藥理學(xué)CK2抑制重編程腫瘤浸潤性Treg細(xì)胞，并與黑色素瘤生長(zhǎng)抑制和患者生存期延長(zhǎng)相關(guān)

   最后，為測(cè)試所發(fā)現(xiàn)通路治療黑色素瘤的治療潛力，研究人員給Csnk2bTreg?/?和Csnk2bfl/fl小鼠皮下接種B16.F10細(xì)胞。在接種后第7天觸及腫瘤時(shí)，研究人員以10 mg/kg體重的劑量皮下注射CK2抑制劑（2-二甲氨基-4,5,6,7-四溴-1H-苯并咪唑；DMAT），并監(jiān)測(cè)隨后的腫瘤生長(zhǎng)。該治療對(duì)TH2細(xì)胞本身的分化沒有影響，對(duì)CTL也沒有激活作用，但導(dǎo)致Csnk2bfl/fl小鼠的腫瘤生長(zhǎng)受到強(qiáng)烈抑制，其抑制程度與治療或未治療的Csnk2bTreg?/?小鼠中觀察到的相當(dāng)（圖7C）。多色流式細(xì)胞術(shù)顯示，DMAT治療后腫瘤生長(zhǎng)顯著減緩的同時(shí)，TME中ILT3+ Treg細(xì)胞的百分比增加（圖7D）。對(duì)經(jīng)DMAT處理和未處理的CK2β缺陷Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的比較分析幾乎沒有發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)基因（DEG），表明所用濃度的DMAT對(duì)CK2的抑制具有特異性（數(shù)據(jù)未顯示）。

   總之，這些結(jié)果證明了多胺導(dǎo)向的CK2活性對(duì)于ILT3+ Treg細(xì)胞的發(fā)育和功能至關(guān)重要，這些細(xì)胞協(xié)調(diào)有效的2型抗腫瘤免疫并維持免疫穩(wěn)態(tài)。

結(jié)論

   研究揭示了多胺調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞中的CK2活性，對(duì)其表型和功能（平衡腫瘤免疫控制和免疫耐受）具有顯著影響。CSNK2B低表達(dá)或LILRB4高表達(dá)患者生存期的改善支持了ILT3+ Treg細(xì)胞在人類黑色素瘤中的有益作用。因此，研究人員提出ILT3+/ILT3?FOXP3+ Treg細(xì)胞比率作為比總FOXP3+ Treg細(xì)胞數(shù)量更具信息量的預(yù)后標(biāo)志物。這是否適用于所有腫瘤類型仍有待確定。重要的是，研究數(shù)據(jù)支持了靶向多胺合成或功能聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICIs）的理論基礎(chǔ)，因?yàn)镮CIs依賴于有效的CTL反應(yīng)。調(diào)節(jié)多胺驅(qū)動(dòng)的免疫抑制微環(huán)境可以增強(qiáng)ICI療法在黑色素瘤及其他癌癥中的療效。

參考文獻(xiàn)

Bündgen et al., Polyamines regulate adaptive antitumor immunity by functional specialization of regulatory T cells, Immunity (2025), .immuni.2025.07.007