2021年1月15日，中國醫學科學院基礎醫學研究所黃波團隊在Cancer Research發表了“Cell Softness Prevents Cytolytic T-cell Killing of Tumor-Repopulating Cells”的論文。研究報道了在較軟的腫瘤再生細胞(TRC)中，肌動蛋白較少，通過MYH9介導的穿孔素成孔力較小，從而影響穿孔素在TRCs中成孔，使較軟的TRCs難以被T細胞殺死。
目前PD-1阻斷抗體和CAR-T治療在臨床上取得了前所未有的成功，接受治療的患者的最初治療效果非常好，但癌癥患者的復發率仍然很高。這表明腫瘤細胞亞群可能能夠逃避T細胞殺傷，或對T細胞殺傷具有內在抵抗力。然而，到目前為止，潛在的機制仍然是個謎。已經提出的一些機制，如MHC I類的下調、抑制性受體的上調和/或可溶性免疫抑制分子的分泌，可以解釋腫瘤細胞如何避免T細胞識別和隨后的攻擊，但是這些理論都沒有直接解決某一腫瘤細胞亞群可以通過不同機制抵抗T細胞介導的殺傷的可能性。我們以前的研究已經證明，CTL很難殺死腫瘤再生細胞（TRC）。有趣的是，腫瘤細胞和TRCs都能被CTL識別，這表明T細胞殺傷的抗性是由T細胞功能受損以外的機制介導的。穿孔素和顆粒酶是CTL殺傷腫瘤細胞的重要途徑。在識別腫瘤細胞之后，T細胞釋放穿孔素，穿孔素在靶細胞膜上形成孔隙，允許顆粒酶進入細胞，從而引發細胞凋亡。腫瘤細胞在這個階段是否能逃避T細胞的殺傷還沒有很好的證據。
在本研究中，我們發現TRCs通過破壞穿孔素孔形成的機械軟化機制逃避CTL殺傷，而細胞柔軟性的下調（即細胞硬度的上調）通過允許穿孔素介導的孔形成增強了TRCs的CTL殺傷。穿孔素可以與某些膜相關蛋白相互作用，從而與MYH9結合并由于其構象的變化而提高ATPase的酶活性。因此，由ATP釋放的能量產生的收縮力增強，從而推動肌動蛋白絲。結果，相反的力增加，并通過MYH9轉移到穿孔素。我們認為對于僵硬的腫瘤細胞，穿孔素-MYH9相互作用會產生強烈的反作用力，進而影響和改變穿孔素的構象，從而觸發隨后的化學過程。相反，對于軟性腫瘤細胞，這種相互作用會產生微弱的反作用力，這種反作用力不能改變其構象，因此不能觸發隨后的化學過程。此外，雖然傳統上認為MYH9受肌球蛋白輕鏈調控，但本研究表明MYH9可能受穿孔素的機械調控，從而繞過化學信號觸發的肌球蛋白輕鏈調控。
本研究的另一個重要方面是報道了原子力顯微鏡（AFM）的方法來觀察免疫細胞和腫瘤細胞質膜上的孔隙。我們發現，穿孔素在硬細胞中容易形成較多的孔隙，而在軟細胞中則難以形成孔隙。用Jas使軟細胞變硬會使穿孔素在軟細胞中形成更大的孔隙。已有研究報道Jas通過靶向肌動蛋白骨架而具有抗腫瘤作用。然而，鑒于肌動蛋白細胞骨架的基本功能，Jas治療可能會引起副作用。本研究為Jas聯合T細胞免疫治療在低劑量、低副作用的條件下產生更好的抗腫瘤效果提供了一個契機。
本研究揭示了細胞柔軟性是TRCs逃避T細胞殺傷的基本機制。這可能為CAR-T細胞或PD-1阻斷治療的患者惡性細胞免疫逃逸提供了一個潛在的解釋。這一機制的闡明提供了深入了解為什么臨床腫瘤復發后存在有效的免疫治療。目前，利用腫瘤干細胞（CSC）特異性抗原誘導抗CSC T細胞免疫的T細胞療法具有更好的靶向性，如果與僵硬增強劑結合，可能會更好地殺傷CSC。基于我們的發現，有可能開發出有前途的方法來攻擊那些難治性的干細胞樣腫瘤細胞。
本研究工作得到中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程（2016-I2M-1-007）等項目的資助。基礎醫學研究所黃波教授為論文通訊作者，劉玉英副研究員（基礎醫學研究所）、張恬真博士生（基礎醫學研究所）、張海增教授（中國醫學科學院腫瘤醫院）為論文的共同第一作者。
論文鏈接：https://cancerres.aacrjournals.org/content/81/2/476
