尿苷耗竭通过N-糖基化损害CD8⁺ T细胞抗肿瘤活性

Uridine depletion impairs CD8⁺ T cell antitumor activity through N-glycosylation

作者信息Jianbiao Xiao, Zhiyang Li, Yi Ding, Kejin Zhu, Zhihao Zheng, Yaowei Zhang, Jiawen Weng, Feifei Wang, Yuqin Zhang, Sisi Zeng, Minxing Qiu, Zhaowen Zhang, Zhizhang Wang, Li Liang
PMID41468885
发布时间2026-03-03
DOI10.1016/j.cmet.2025.11.016

实验完整度

包含体外细胞实验、小鼠皮下及原位肿瘤模型、CD8+ T细胞耗竭实验、临床样本分析、单细胞RNA测序、代谢组学及机制验证(N-糖基化位点突变、ChIP)等多层级验证。

主要模型

CMT93小鼠结直肠癌细胞皮下移植瘤模型 MC38小鼠结直肠癌细胞皮下移植瘤模型 B16F10小鼠黑色素瘤细胞皮下移植瘤模型 Hepa1-6小鼠肝癌细胞原位及皮下移植瘤模型

重点核对

SNX17表达水平与患者抗PD-1治疗反应的相关性(临床队列n=44) CD8+ T细胞耗竭后肿瘤生长恢复情况(抗体介导的体内耗竭) 尿苷补充剂量与给药途径(腹腔注射250 mg/kg每日两次或饮食添加1%尿苷) CD45 N-糖基化位点N38Q突变对尿苷诱导IFN-γ的影响 SNX17-UPP1-RUNX2通路基因敲除/过表达对肿瘤生长和尿苷水平的影响

摘要

免疫检查点阻断(ICB)因高成本和有限的疗效而面临限制。本研究确定SNX17是ICB耐药的关键介导因子。SNX17升高与人类和小鼠的抗PD-1反应不良相关。肿瘤细胞中SNX17缺失通过CD8⁺ T细胞依赖性机制抑制肿瘤生长。SNX17降低肿瘤微环境(TME)中的尿苷水平,抑制CD8⁺ T细胞中的IFN-γ并上调PD1。外源性尿苷在低SNX17肿瘤中显示出与抗PD-1/PD-L1相当的抗肿瘤功效,并克服高SNX17模型中的耐药性。尿苷通过促进CD45 N-糖基化和LCK磷酸化来增强CD8⁺ T细胞功能。机制上,SNX17稳定RUNX2,促进UPP1转录和TME中的尿苷降解。这些发现将SNX17定位为ICB反应生物标志物,并提名尿苷为经济有效的免疫治疗策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
肿瘤内SNX17如何通过调节代谢影响CD8+ T细胞抗肿瘤功能并导致免疫治疗耐药?
核心机制
SNX17通过稳定RUNX2转录因子,促进UPP1表达,从而加速肿瘤微环境中尿苷的降解,导致CD8+ T细胞内尿苷水平降低,削弱CD45的N-糖基化,抑制LCK和ZAP70磷酸化,最终减少IFN-γ产生,损害抗肿瘤免疫。
主要证据
通过与抗PD-1反应相关的临床样本分析(44例CRC患者)、多细胞系(CMT93、MC38、B16F10、Hepa1-6)体内外实验、CD8+ T细胞耗竭实验、代谢组学检测、CD45突变体(N38Q)回补实验及ChIP实验等,证明SNX17-UPP1-尿苷轴在调控CD8+ T细胞功能中的关键作用。
研究意义
SNX17可作为免疫治疗反应的预测性生物标志物,尿苷补充可能为高SNX17肿瘤患者提供经济有效的免疫治疗策略,但需在临床试验中进一步验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

发现SNX17与免疫治疗反应的相关性

筛选与免疫治疗耐药相关的基因

分析公共转录组数据集(GSE189469、GSE215011、GSE188481)和CRC患者队列,评估SNX17表达与抗PD-1反应及生存期的关系。

2

验证SNX17对肿瘤生长的影响

确定SNX17在肿瘤生长中的功能

在CMT93、MC38、Hepa1-6、B16F10细胞中敲除或过表达SNX17,并接种至免疫正常小鼠(C57BL/6)和免疫缺陷小鼠(裸鼠),监测肿瘤生长。

3

鉴定SNX17调控的免疫细胞群

确定SNX17影响哪种免疫细胞

通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析肿瘤浸润CD45+细胞组成,结合流式细胞术和T细胞耗竭实验,证实CD8+ T细胞介导SNX17的抗肿瘤免疫效应。

4

发现并验证尿苷为关键代谢物

探究SNX17影响CD8+ T细胞功能的分子机制

通过LC-MS/MS代谢组学比较对照和SNX17敲除肿瘤细胞的上清液,鉴定尿苷为差异代谢物,并在体外用外源性尿苷处理CD8+ T细胞,检测IFN-γ产生。

5

验证尿苷的抗肿瘤作用

评估尿苷在体内的抗肿瘤效果及其机制

在小鼠肿瘤模型中给予尿苷(腹腔注射或饮食添加),评估肿瘤生长,并通过CD8+ T细胞耗竭实验证明其依赖性。

6

研究尿苷促进N-糖基化的机制

揭示尿苷增强CD8+ T细胞功能的分子机制

利用LC-MS/MS和ELISA检测尿苷代谢产物UDP-GlcNAc,通过糖基化抑制剂(TM、B-α-G)和CD45突变体(N38Q)证明CD45 N-糖基化是尿苷作用的关键。

7

解析SNX17调控UPP1的机制

阐明SNX17调节尿苷代谢的分子通路

通过RNA-seq、qPCR、Western blot、ChIP和免疫共沉淀等,证明SNX17通过稳定RUNX2上调UPP1表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基PricellaPM150210
RPMI-1640培养基PricellaPM150110
胎牛血清ExcellFSP500
青霉素-链霉素NCM BiotechC100C5
尿苷TargetMolT2221
衣霉素MedChemExpressHY-A0098
苄基无环尿苷MedChemExpressHY-106406
毒胡萝卜素MedChemExpressHY-13433
NBMPR(S-(4-硝基苄基)-6-硫代肌苷)SelleckS0838
UCK2抑制剂-1MedChemExpressHY-148394
布雷菲德菌素AMedChemExpressHY-16592
巴弗洛霉素A1SelleckS1413
添加1%尿苷的AIN-76A啮齿动物饲料ReadyDietech24120703
体内抗小鼠PD-1抗体Bio X cellBE0146
体内抗小鼠PD-L1抗体Bio X cellBE0101
体内抗小鼠CD4抗体Bio X cellBE0119
体内抗小鼠CD8α抗体Bio X cellBE0061
体内大鼠IgG2b同型对照Bio X cellBE0090
EasySep小鼠CD8+ T细胞分选试剂盒Stemcell19853A
EasySep小鼠CD4+ T细胞分选试剂盒Stemcell19852A
EasySep小鼠TIL(CD45)阳性分选试剂盒Stemcell100-0350
PE/Cyanine7抗小鼠CD45抗体Biolegend103114
APC抗小鼠CD8a抗体Biolegend100712
PE/Cyanine7抗小鼠IFN-γ抗体Biolegend505826
Brilliant Violet 605抗小鼠CD279(PD-1)抗体Biolegend135219
Zombie Aqua可固定活性检测试剂盒Biolegend423101
小鼠干扰素γ ELISA试剂盒MBBiologyMK5716A
小鼠UDP-GlcNAc ELISA试剂盒MBBiologyMK0034MA
兔单克隆重组抗Lck抗体Abcamab227975
兔单克隆ZAP70抗体Abcamab32429
小鼠单克隆CD45RO抗体Abcamab23
马鞍树凝集素IIVector LaboratoriesB-1265
蛋白A/G琼脂糖珠----
Sciex Triple Quad 6500+质谱仪Sciex--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞系与培养条件
CMT93、MC38、Hepa1-6、B16F10细胞的来源和培养条件(DMEM或RMPI-1640,10% FBS,1%青霉素-链霉素,37°C,5% CO2)
阅读提示:STAR Methods中的Cell Lines部分
动物模型
小鼠品系(C57BL/6、BALB/c裸鼠、SLC29A1-/-、CD45-/-),年龄(6-8周),细胞接种数量和途径(皮下2×10^6或1×10^6;原位3×10^5)
阅读提示:STAR Methods中的Experimental model and study participant details
SNX17敲除/过表达
sgRNA序列(SNX17: TGCCTATGACGACGATGTCA;UPP1: TGAAGTGCCAATGCGGATGA;RUNX2: GCACGACAACCGCACCATGG),嘌呤霉素筛选浓度(3 μg/mL)
阅读提示:STAR Methods中的Gene Knockout via Lentiviral Transduction
尿苷处理
给药剂量和途径(腹腔注射250 mg/kg每日两次,或饮食添加1%尿苷),处理时间(肿瘤生长期间)
阅读提示:Figure 4 legend及相关方法部分
CD8+ T细胞耗竭
抗CD8抗体(BE0061)或抗CD4抗体(BE0119)剂量200 μg/只,给药时间(肿瘤接种前2天开始,每4天重复)
阅读提示:STAR Methods中的Depletion of CD8+ T/CD4+ T Cells in vivo
抗PD-1/PD-L1治疗
抗PD-1(BE0146)或抗PD-L1(BE0101)抗体给药方案(每3天腹腔注射,PBS对照)
阅读提示:STAR Methods中的In Vivo Treatment with Anti-PD-1 or Anti-PD-L1 Antibodies