求医网信息
肿瘤微环境中T细胞效应功能的丧失是免疫治疗失败的主要原因之一。 代谢适应在调节 T 细胞功能和命运中发挥着重要作用。 线粒体能量代谢受到多种线粒体行为的影响，包括线粒体融合和线粒体-内质网耦合，但目前对肿瘤浸润 CD8+ T 细胞 (TIL) 中线粒体行为的性质和意义知之甚少。
中山大学肿瘤防治中心高松研究员课题组致力于研究线粒体融合机制及其在肿瘤侵袭转移中的意义。 前期工作对线粒体外膜融合蛋白MFN1和MFN2片段的结构和作用机制进行了分析。 2023年9月22日，高松课题组联合泌尿外科韩辉主任医师、北京大学生物医学前沿创新中心（北京大学）白帆教授团队在期刊在线发表论文《MFN2-介导的线粒体-细胞内研究论文《 and of Tumor- CD8+ T Cells》（点击文末阅读原文）揭示了MFN2介导的线粒体-内质网的重要性CD8+ TILs 中的偶联，并提出了通过增加 MFN2 水平来提高肿瘤免疫治疗效果的新策略。
研究人员首先在中山大学肿瘤防治中心和公共数据库的透明细胞肾细胞癌（ccRCC）队列中发现CD8+TIL中MFN2高表达的患者预后较好。 单细胞测序显示，CD8+ T细胞激活后，MFN2表达上调，并与更强的效应功能和线粒体氧化磷酸化能力相关。 为了进一步验证MFN2对T细胞抗肿瘤功能的影响，研究人员构建了特异性删除T细胞中MFN2的条件敲除小鼠。 他们发现MFN2的缺失会导致肿瘤微环境中T细胞的效应功能和增殖。 以及生存能力受损。 进一步的转录组测序和肿瘤细胞生物学实验表明，MFN2敲除引起的CD8+T细胞线粒体代谢功能下调是其抗肿瘤功能受损的重要原因。
MFN2的生物学功能包括介导线粒体融合和线粒体-内质网偶联两个方面，两者均可直接影响线粒体代谢。 根据超分辨率荧光共聚焦显微镜和透射电镜的结果，有趣的是，Mfn2-/- CD8+TIL的线粒体融合没有受到显着影响，而线粒体-内质网耦合水平显着降低。 相应地，Mfn2-/- CD8+TIL 中线粒体 Ca2+ 水平显着降低。 这些结果初步表明MFN2介导的线粒体-内质网偶联及其介导的线粒体Ca2+内流在CD8+TILs的线粒体代谢和效应功能中发挥重要作用。 研究人员进一步探究了MFN2经典的线粒体融合促进功能在CD8+TIL中不发挥主导作用的原因。 实验发现，TIL激活后求医网资讯，MFN2和线粒体裂变蛋白DRP1同时上调，后者可能抵消MFN2上调介导的线粒体融合效应。 因此，CD8+TIL主要依靠MFN2介导的线粒体-内质网偶联来维持良好的有氧代谢功能。
MFN2介导线粒体-内质网偶联的机制目前存在争议。 此前的研究指出，除了经典的线粒体外膜定位外，MFN2还可能定位于内质网，从而通过同源相互作用介导这一过程。 在这项研究中，研究人员通过细胞成分分析实验发现，T细胞的内质网中不存在MFN2。 研究人员纯化了全长 MFN2 蛋白，将其与 T 细胞裂解物一起孵育，并通过 LC-MS/MS 实验鉴定出可能与 MFN2 相互作用的内质网蛋白。 然后他们使用多种实验方法来证实MFN2与效应之间的相互作用。
线粒体中适量的Ca2+可以促进有氧代谢，而过量的Ca2+会引发细胞凋亡。 通过体内外酶活性和重组脂质体等实验，研究人员发现MFN2与Ca2+的相互作用可以刺激Ca2+-ATP酶活性，从而将线粒体-内质网连接处的Ca2+回收到内质网中。 为了进一步证实上述过程，研究人员使用线粒体-内质网连接肽来模拟T细胞中持续的线粒体-内质网耦合。 与野生型细胞相比，Mfn2-/- CD8+T细胞在连接肽的干预下出现显着的线粒体Ca2+超载、细胞凋亡增加、抗肿瘤功能下降。 因此，MFN2相互作用表现出双重作用：一方面，两者之间的物理相互作用促进线粒体-内质网耦合； 另一方面，MFN2对酶活性的调节为Ca2+线粒体转运建立了缓冲系统。 它避免线粒体-内质网耦合条件下线粒体Ca2+超载，从而维持线粒体钙稳态，防止CD8+ T细胞凋亡。 随后，研究人员通过一系列动物实验进一步证明了MFN2相互作用介导的线粒体-内质网偶联对肿瘤微环境中CD8+ T细胞效应功能的重要性。
最后，研究人员探讨了上述生物学机制的肿瘤治疗价值。 研究人员发现，肿瘤微环境可以抑制CD8+ T细胞的MFN2表达、线粒体-内质网耦合、存活、线粒体代谢和效应功能； MFN2的过表达可以增强CD8+T细胞对肿瘤微环境的适应性。 利用抗原特异性CD8+ T细胞回输免疫重建的透明细胞肾细胞癌PDX小鼠、OT-I小鼠和C57BL/6小鼠模型，研究人员发现增加T细胞中MFN2的水平可以显着增强其抗肿瘤抵抗力。 功能并提高PD-1抗体治疗的效果。
综上所述，本研究通过临床标本验证、单细胞测序、转基因小鼠模型、细胞生物学和生物化学揭示了MFN2/介导线粒体-内质网偶联的机制，并在代谢适应和抗肿瘤中发挥关键作用。 CD8+ T 细胞在肿瘤微环境中的效应功能。 靶向线粒体-内质网偶联（一种细胞器相互作用事件）是改善现有免疫疗法的一种有意义的方法。 这些发现有助于我们更好地了解肿瘤免疫过程，并为癌症患者的治疗提供新策略。
中山大学肿瘤防治中心、华南恶性肿瘤防治国家重点实验室高松研究员、泌尿外科韩辉主任医师、北京大学白帆教授为共同通讯作者该论文的作者。 中山大学肿瘤防治中心杨杰峰博士、罗丽博士，北京大学生物医学前沿创新中心邢旭东博士，中山大学附属第一医院研究生周新伟大学，是本文的共同第一作者。 该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省专项支持计划的支持。
论文链接：
。
