5-羟色胺转运体通过调控瘤内5-羟色胺轴抑制抗肿瘤免疫

Serotonin transporter inhibits antitumor immunity through regulating the intratumoral serotonin axis.

作者信息Bo Li, James Elsten-Brown, Miao Li, Enbo Zhu, Zhe Li, Yuning Chen, Elliot Kang, Feiyang Ma, Jennifer Chiang, Yan-Ruide Li, Yichen Zhu, Jie Huang, Audrey Fung, Quentin Scarborough, Robin Cadd, Jin J Zhou, Arnold I Chin, Matteo Pellegrini, Lili Yang
PMID40403728
期刊Cell
发布时间2025-07-10
DOI10.1016/j.cell.2025.04.032

实验完整度

高

包含多种同系小鼠肿瘤模型、基因敲除小鼠、骨髓移植、过继转移、体外T细胞实验、人源化异种移植模型及临床数据相关性分析,具备功能验证和机制验证。

主要模型

B16-OVA小鼠黑色素瘤同系模型 MC38小鼠结肠癌同系模型 Sert-KO与Sert-WT C57BL/6J小鼠 A375-A2-ESO-FG人黑色素瘤NSG异种移植模型

重点核对

SSRI剂量:小鼠腹腔注射fluoxetine 10 mg/kg/day或citalopram 30 mg/kg/day 抗PD-1抗体剂量:300 μg/只,每周两次腹腔注射 CD8 T细胞清除:抗小鼠CD8抗体200 μg/只,每周两次 肿瘤接种细胞数:B16-OVA 1×10^6/只;MC38 5×10^5/只;A375-A2-ESO-FG 10×10^6/只 SSRI体外处理浓度:fluoxetine 2 μM,citalopram 20 μM

摘要

鉴定阻碍抗肿瘤T细胞应答的额外免疫检查点是开发下一代癌症免疫疗法的关键。在此,我们报道了5-羟色胺转运体(SERT),一种在脑和外周组织中调节5-羟色胺水平和生理功能的调节因子,在肿瘤浸润CD8 T细胞中被诱导表达。使用选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRIs,最广泛处方的抗抑郁药)抑制SERT,在多种小鼠同系和人类异种移植肿瘤模型中显著抑制了肿瘤生长并增强了T细胞抗肿瘤免疫。重要的是,SSRI治疗与程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)阻断表现出显著的协同治疗作用,并且临床数据相关性研究在一系列癌症中将瘤内SERT表达与患者生存呈负相关。在机制上,SERT作为负反馈调节因子,通过耗竭瘤内T细胞自分泌的5-羟色胺来抑制CD8 T细胞反应性。这些发现强调了瘤内5-羟色胺轴的重要性,并将SERT鉴定为免疫检查点,将SSRIs定位为癌症免疫治疗的有前景的候选药物。

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
SERT是否调控瘤内5-羟色胺轴并影响CD8 T细胞抗肿瘤免疫,以及SSRIs是否可用于癌症免疫治疗。
核心机制
SERT作为负反馈调节因子,通过重摄取耗竭瘤内CD8 T细胞自分泌的5-羟色胺,限制5-HTR-MAPK-TCR信号通路,从而抑制CD8 T细胞反应性。
主要证据
多种同系小鼠肿瘤模型、Sert-KO小鼠及骨髓移植实验显示SERT缺失或SSRI处理抑制肿瘤生长并增强CD8 T细胞效应功能;体外实验证明SSRI增强CD8 T细胞增殖和效应分子表达,且该效应可被5-HTR拮抗剂阻断;HPLC显示SSRI处理升高瘤内5-羟色胺水平。
研究意义
作者提出SERT是调控CD8 T细胞抗肿瘤免疫的免疫检查点,SSRIs是靶向瘤内5-羟色胺轴用于T细胞癌症免疫治疗的有前景候选药物,并可与现有ICB疗法联用。

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

肿瘤浸润CD8 T细胞中SERT表达检测

验证SERT在肿瘤浸润CD8 T细胞中是否上调。

从B16-OVA小鼠肿瘤中分选CD8 T细胞亚群,RT-qPCR检测Sert mRNA表达。

2

SSRI处理对多种同系肿瘤模型的抗肿瘤效果评估

评估SSRI阻断SERT在肿瘤预防和治疗中的效果。

使用FLX或CIT处理多种同系小鼠肿瘤模型,监测肿瘤生长和动物生存,流式检测CD8 T细胞效应功能。

3

Sert-KO及骨髓移植实验验证SERT的免疫细胞内在作用

确定SERT是否以免疫细胞内在方式调控抗肿瘤免疫。

比较Sert-WT和Sert-KO小鼠B16-OVA肿瘤生长,并进行骨髓移植实验,流式检测CD8 T细胞数量和效应分子。

4

CD8 T细胞清除及过继转移实验验证CD8 T细胞依赖性

验证SSRI的抗肿瘤效果依赖于CD8 T细胞,并测试SERT在抗原特异性T细胞中的作用。

在Sert-WT小鼠中清除CD8 T细胞后给予FLX治疗;将OT1/WT或OT1/KO T细胞过继转移至荷瘤CD45.1小鼠。

5

体外CD8 T细胞抗原反应及自分泌5-羟色胺信号机制研究

研究SERT对CD8 T细胞抗原反应的自主调控及自分泌5-羟色胺信号通路。

纯化Sert-WT和Sert-KO CD8 T细胞,抗CD3刺激,检测增殖和效应分子;在缺5-羟色胺培养基中给予SSRI和5-HTR拮抗剂,检测IL-2、IFN-γ表达及信号通路磷酸化。

6

瘤内和血清5-羟色胺水平检测

验证SERT调控体内瘤内5-羟色胺可用性。

在Sert-KO BMT和SSRI处理的B16-OVA荷瘤小鼠中,用HPLC检测肿瘤和血清5-羟色胺水平。

7

人CD8 T细胞实验及人源化异种移植模型验证

评估SSRI对人CD8 T细胞抗肿瘤反应的增强作用及临床相关性。

体外刺激健康供者PBMC来源的naive CD8 T细胞并给予SSRI,检测增殖和效应分子;在NSG小鼠中建立A375-A2-ESO-FG或PC3-A2-ESO-FG肿瘤,过继转移ESO-T细胞后给予FLX治疗。

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
盐酸氟西汀Abcamab120077
西酞普兰Abcamab120133
硫酸苯乙肼Sigma-AldrichP6777
阿塞那平Sigma-AldrichA7861
RS-127445Sigma-AldrichR2533
RPMI 1640培养基Corning10040
DMEM培养基Corning10013
胎牛血清Sigma-AldrichF2442
青霉素-链霉素-谷氨酰胺Gibco10378016
纯化抗小鼠CD3ε抗体(克隆145-2C11)BD Biosciences553057
纯化抗小鼠CD28抗体(克隆37.51)BD Biosciences553294
抗人CD3抗体(克隆HIT3a)BioLegend300314
抗人CD28抗体(克隆CD28.2)BioLegend302902
重组人IL-2PeproTech200-02
抗小鼠CD8α体内抗体(克隆RMP2.43)BioXCellBE0061
抗小鼠PD-1体内抗体(克隆RMP1-14)BioXCellBE0146
可固定活性染料eFluor 506Thermo Fisher Scientific65-0866
细胞固定/透化试剂盒BD Biosciences554714
Foxp3/转录因子染色试剂盒eBioscience00-5523-00
OVA dextramerImmudexJD2163
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596018
miRNeasy迷你试剂盒QIAGEN217004
SuperScript III第一链合成预混液试剂盒Thermo Fisher Scientific18080400
SsoAdvanced通用SYBR Green预混液Bio-Rad1725271
RIPA裂解提取缓冲液Thermo Fisher Scientific89900
蛋白酶/磷酸酶抑制剂混合物Cell Signaling Technology5872S
核蛋白提取试剂盒Thermo Fisher ScientificP178833
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23228 and 1859078
抗小鼠NF-κB p65抗体(克隆D14E12)Cell Signaling Technology8242S
抗小鼠c-Jun抗体(克隆60A8)Cell Signaling Technology9165S
抗小鼠NFAT抗体Cell Signaling Technology4389S
抗小鼠ERK1/2抗体(克隆3A7)Cell Signaling Technology9107S
抗小鼠磷酸化ERK1/2抗体(克隆D13.14.4E)Cell Signaling Technology4370S
GAPDH抗体(克隆14C10)Cell Signaling Technology2118S
Lamin A/C抗体(克隆3A6-4C11)Active Motif39287
ECL prime蛋白质印迹检测系统CytivaRPN2232
5-羟色胺超敏ELISA试剂盒Eagle BiosciencesSEU39-K01
小鼠抗dsDNA ELISA试剂盒BioVendor637-02691
小鼠naive CD8 T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-096-543
小鼠CD8 T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-104-075
人naive CD8 T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-093-244
Chromium单细胞3'文库与凝胶珠试剂盒v210x GenomicsPN-120237
NovaSeq 6000 S2试剂盒Illumina20012862

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
SSRI体内处理
SSRI种类、剂量、给药途径和频率:fluoxetine 10 mg/kg/day或citalopram 30 mg/kg/day,腹腔注射
阅读提示:STAR Methods中Syngeneic mouse tumor models小节
抗PD-1联合治疗
抗PD-1抗体剂量和频率:300 μg/只,每周两次腹腔注射;同型对照为rat IgG2a
阅读提示:STAR Methods中Syngeneic mouse tumor models小节
CD8 T细胞清除
抗CD8抗体剂量和频率:200 μg/只,每周两次腹腔注射;同型对照为rat IgG2b
阅读提示:STAR Methods中Syngeneic mouse tumor models小节
肿瘤接种
各肿瘤模型细胞接种数量:B16-OVA 1×10^6/只,MC38 5×10^5/只,4T1原位1×10^4/只,A375-A2-ESO-FG 10×10^6/只,PC3-A2-ESO-FG 5×10^6/只
阅读提示:STAR Methods中Syngeneic mouse tumor models和Xenograft human tumor models小节
体外SSRI处理
SSRI体外浓度:fluoxetine 2 μM,citalopram 20 μM;抗CD3 5 μg/ml,抗CD28 1 μg/ml
阅读提示:STAR Methods中In vitro mouse CD8 T cell culture和In vitro human CD8 T cell culture小节
自分泌5-羟色胺信号阻断
5-HTR拮抗剂浓度:ASE 10 μM,RS-127445 1 μM;缺5-羟色胺培养基制备方法
阅读提示:STAR Methods中In vitro mouse CD8 T cell culture小节
骨髓移植
骨髓细胞数量10×10^6/只,受体照射剂量1100 rads,抗生素水处理4周
阅读提示:STAR Methods中Bone marrow (BM) transfer B16-OVA tumor model小节
OT1 T细胞过继转移
OT1 T细胞数量1×10^5/只,受体照射剂量600 rads,肿瘤预先接种1周
阅读提示:STAR Methods中Adoptive OT1 T cell transfer B16-OVA tumor model小节