《自然》重磅：破解抗癌特种兵杀伤癌细胞之谜!科学家发现，癌细胞AMPK激活是增强γδ T细胞战力的关键，二甲双胍是潜在助力

《自然》重磅：破解抗癌特种兵杀伤癌细胞之谜！科学家发现，癌细胞AMPK激活是增强γδ T细胞战力的关键，二甲双胍是潜在助力

来源：奇点糕 2023-09-05 09:37

刚刚登上《自然》的一项研究，就实现了这个目标！美国格莱斯顿研究所（Gladstone Institute）与加州大学旧金山分校的研究团队，借助CRISPR筛选技术发现了调控癌细胞BTN2A1/BTN3

在人体内参与抗肿瘤应答的各类免疫细胞中， T细胞绝对配得起 精锐 两个字，它们的数量虽然不多，但抗癌功效却非常强，且活化不依赖于对MHC-抗原的配对识别，还具有广谱抗癌能力[1]。

集诸多优势于一身，当然会使 T细胞成为近年来的科研焦点，例如2020年登上《科学》的一项重要研究，就揭示了 T细胞识别癌细胞的关键表面磷酸化抗原BTN2A1/BTN3A1[2]，但这仅仅还是冰山一角而已。

要想让基于 T细胞的癌症免疫治疗更进一步，就得充分阐明 T细胞识别并杀伤癌细胞的机制，比如揭示BTN2A1/BTN3A1的调控因子，让癌细胞表面有更多的 靶标 ，这就能给 T细胞指明敌情了。

刚刚登上《自然》的一项研究，就实现了这个目标！美国格莱斯顿研究所（Gladstone Institute）与加州大学旧金山分校的研究团队，借助CRISPR筛选技术发现了调控癌细胞BTN2A1/BTN3A1表达，且为AMPK激酶依赖性的代谢通路，因此激活AMPK激酶，有望增强 T细胞的抗癌战力[3]。

论文首页截图

研究者们首先借助CRISPR/Cas9技术，构建了癌细胞（选用Burkitt细胞）全基因组范围的敲除文库，并将这些癌细胞与 T细胞中占比最高的V 9V 2 T细胞共培养，以筛选癌细胞内可能影响 T细胞识别和杀伤效果的基因。

筛选出的第一号目标仍是BTN2A1/BTN3A1等嗜乳脂蛋白家族成员，但后面排着的就是许多代谢通路，如二号目标就是甲羟戊酸代谢通路相关酶（如ACAT2、HMGCR）。基因集富集分析（GSEA）也提示，多个参与维持癌细胞内ATP平衡的通路基因被敲除，都会影响癌细胞与 T细胞共培养时的存活。

初步筛选影响 T细胞杀伤效果的基因

据此研究者们推测，癌细胞代谢通路可能会影响细胞表面BTN3A1的表达水平，进而与 T细胞的抗癌扯上关系，就在此基础上再度进行CRISPR筛选，发现BTN3A1表达水平果然与代谢相关，例如敲除甲羟戊酸代谢通路相关酶后，癌细胞表面的BTN3A1表达水平就显著上升，而起到类似调控作用的通路还不止一条。

影响癌细胞表面BTN3A1表达的详细代谢路径

进一步分析显示，线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）相关基因与BTN3A1表达水平的关系最为密切，研究团队就由此入手展开实验，发现当癌细胞的氧化磷酸化被抑制，ATP水平下降导致 能量危机 时，BTN3A的表达水平上升最明显。

而作为细胞内ATP水平的 能量探测器 ，AMPK激酶则在这一过程中起关键作用：使用（间接激活AMPK）或新型高选择性AMPK激动剂处理，都能上调BTN3A的表达水平，敲除AMPK或使用AMPK抑制剂则效果相反，证明了癌细胞在能量危机期间的BTN3A表达水平上升，是AMPK依赖性的调控。

AMPK对癌细胞表面BTN3A表达上调起到关键作用

采用基本相同的思路，研究者们又证实激活AMPK也可上调BTN2A1的表达，并以此增强 T细胞对癌细胞的细胞毒性杀伤；在细胞共培养实验和类器官实验中，激活AMPK都能显著缩短癌细胞的存活时间。

研究者们指出，此前有研究显示激活AMPK会直接 强化 T细胞的抗肿瘤活性[4]，再加上本次研究揭示的激活AMPK对癌细胞表面BTN2A1/BTN3A1表达的影响，可以直接来个 两面夹击 ，充分放大 T细胞的抗癌疗效。

而且， T细胞识别BTN2A1/BTN3A1、杀伤癌细胞的机制，不会对正常组织细胞起效，它们真不愧是 精锐 的抗癌杀手。但研究者们也指出，鉴于激活AMPK可能对其它T细胞（如最常见的 T细胞）不利，AMPK激动剂与已进入临床研究的BTN3A激动性单抗[5]联合使用，可能才是未来的最优解。

参考文献：

[1]Silva-Santos B, Serre K, Norell H. T cells in cancer[J]. Nature Reviews Immunology, 2015, 15(11): 683-691.

[2]Rigau M, Ostrouska S, Fulford T S, et al. Butyrophilin 2A1 is essential for phosphoantigen reactivity by T cells[J]. Science, 2020, 367(6478): eaay5516.

[3]Mamedov M R, Vedova S, Freimer J W, et al. CRISPR screens decode cancer cell pathways that trigger T cell detection[J]. Nature, 2023.

[4]Payne K K, Mine J A, Biswas S, et al. BTN3A1 governs antitumor responses by coordinating and T cells[J]. Science, 2020, 369(6506): 942-949.

[5]De Gassart A, Le K S, Brune P, et al. Development of ICT01, a first-in-class, anti-BTN3A antibody for activating V 9V 2 T cell mediated antitumor immune response[J]. Science Translational Medicine, 2021, 13(616): eabj0835.

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