天冬酰胺剥夺通过ROS介导的代谢和信号适应增强患者T细胞抗肿瘤反应

Asparagine deprivation enhances T cell antitumour response in patients via ROS-mediated metabolic and signal adaptations

作者信息Hsuan-Chia Chang, Chung-Ying Tsai, Cheng-Lung Hsu, Tzong-Shyuan Tai, Mei-Ling Cheng, Yu-Ming Chuang, Hsiang-Yu Tang, Kun-Ju Lin, Jia-Jin Chen, Szu-Han Chang, Yi-Ching Ko, Yu-Wen Chi, Hsuan Liu, Bertrand Chin-Ming Tan, Chia-Rui Shen, Chih-Wei Yang, Ping-Chih Ho, Huang-Yu Yang
PMID40045118
期刊Nat Metab
发布时间2025-05
DOI10.1038/s42255-025-01245-6

实验完整度

包含临床患者样本分析、多种小鼠肿瘤模型、体外T细胞功能实验、代谢分析与机制验证(ATAC-seq、ROS检测等),证据层级多样。

主要模型

复发性转移性鼻咽癌患者 B16-F10黑色素瘤模型 MTCQ1口腔癌模型 B16-OVA黑色素瘤模型

重点核对

L-天冬酰胺酶给药剂量和方案(10,000 IU/m²,连续3或5天) 抗PD-1单抗(pembrolizumab)给药剂量和方案 小鼠模型中L-天冬酰胺酶和抗PD-1的剂量(5 U/g,100 μg/鼠)及给药时间点 CD8+T细胞体外培养条件(天冬酰胺缺乏培养基、抗CD3/抗CD28激活、IL-2) ROS检测方法(DCFDA和MitoSOX染色)及时间点

摘要

临床前研究表明,天冬酰胺剥夺可增强T细胞的抗肿瘤反应。在此,我们将通常用于治疗血液恶性肿瘤的L-天冬酰胺酶,作为同情用药应用于复发性转移性鼻咽癌患者。L-天冬酰胺酶的使用通过增强CD8+T细胞适应性,显著增强了患者的免疫检查点阻断治疗。我们的研究表明,这种联合治疗是临床应用的 promising 途径,并进一步提供了关于天冬酰胺限制如何重塑T细胞代谢的机制见解。

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
天冬酰胺剥夺是否以及如何增强T细胞抗肿瘤反应,并改善免疫检查点阻断疗法在鼻咽癌中的疗效?
核心机制
天冬酰胺剥夺导致线粒体复合物I亚基表达下调,促进ROS产生,进而激活NFAT信号通路,同时通过ATF4等应激反应促进代谢适应,最终增强CD8+T细胞效应功能。
主要证据
临床患者样本显示联合治疗增加CD8+T细胞活化并降低肿瘤负荷;小鼠肿瘤模型中联合治疗增强抗肿瘤效果;体外实验表明天冬酰胺剥夺增强CD8+T细胞效应功能,并依赖ROS和NFAT信号。
研究意义
为将天冬酰胺酶与免疫检查点抑制剂联合用于实体瘤治疗提供了概念验证证据。

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

临床患者治疗与免疫监测

评估L-天冬酰胺酶联合抗PD-1治疗对复发性转移性鼻咽癌患者的疗效和免疫影响。

对8名患者进行同情用药治疗,其中6名接受联合治疗,2名接受单药治疗。通过流式细胞术、PET/CT、EBV DNA检测和代谢组学分析评估免疫细胞变化和肿瘤反应。

2

小鼠肿瘤模型验证

验证L-天冬酰胺酶联合抗PD-1在体内的抗肿瘤效果及T细胞依赖性。

在B16-F10、MTCQ1和B16-OVA模型中,给予L-天冬酰胺酶和/或抗PD-1治疗,测量肿瘤体积和重量,分析CD8+TILs。

3

体外CD8+T细胞功能实验

探究天冬酰胺剥夺对CD8+T细胞效应功能的影响及机制。

从小鼠和人类中分离初始CD8+T细胞,在天冬酰胺缺乏或对照培养基中培养,检测IFNγ和颗粒酶B的产生、代谢变化、染色质可及性和ROS水平。

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
L-天冬酰胺酶----
抗CD3抗体----
抗CD28抗体----
白细胞介素-2----
高尔基体阻断剂BD Bioscience--
佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯----
离子霉素----
抗IFNγ抗体 (B27)BioLegend--
抗颗粒酶B抗体 (GB11)BioLegend--
初始CD8+T细胞分离试剂盒Miltenyi--
DMEM培养基----
G418遗传霉素Life Technologies--
Seahorse XF24细胞外通量分析仪Agilent Technologies--
寡霉素----
鱼藤酮----
MitoTracker绿色荧光染料----
MitoTracker深红色荧光染料----
2',7'-二氯荧光素二乙酸酯----
线粒体超氧化物指示剂----
NFAT1 (D43B1) XP兔单克隆抗体Cell Signalling Technology5861
4',6-二脒基-2-苯基吲哚Thermo Fisher Scientific--
Leica TCS SP8 X共聚焦显微镜Leica Microsystems--
抗ND1抗体Proteintech19703-1-AP
抗ND2抗体Proteintech19704-1-AP
抗MT-ND5抗体Proteintech55410-1-AP
β-肌动蛋白上样对照----
PVDF膜Merck Millipore--
TaqMan基因表达检测Thermo Fisher Scientific--
TRIzol试剂Invitrogen--
EasyPrep总RNA提取试剂盒BIOTOOLSDPT-BD19
NanoDrop分光光度计Thermo Fisher Scientific--
Agilent 2100生物分析仪Agilent Technologies--
ABI ViiA7实时PCR系统Applied Biosystems--
ATAC-seq试剂盒Active Motif53150
NovaSeq 6000测序仪Illumina--
QIAamp DNA血液迷你试剂盒QIAGEN--
Applied Biosystems 7500 qPCR系统Thermo Fisher Scientific--
PET/CT系统 (Discovery ST 16)GE Healthcare--

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
临床治疗
L-天冬酰胺酶剂量和给药方案(10,000 IU/m²,连续3或5天)
阅读提示:Methods: Human participants
临床治疗
抗PD-1单抗(pembrolizumab)的给药时间
阅读提示:Methods: Study protocol
小鼠肿瘤模型
L-天冬酰胺酶剂量(5 U/g)和给药频率(每周三次)
阅读提示:Methods: Tumour growth and survival experiments
小鼠肿瘤模型
抗PD-1单抗剂量(100 μg/鼠)和给药时间点(第10、12、14、16天)
阅读提示:Methods: Tumour growth and survival experiments
小鼠肿瘤模型
肿瘤细胞接种数量和模型(B16-F10: 5×10^5;MTCQ1: 1×10^6;B16-OVA: 5×10^5)
阅读提示:Methods: Tumour growth and survival experiments
体外CD8+T细胞培养
培养基是否缺乏天冬酰胺
阅读提示:Methods: In vitro T cell activation studies
体外CD8+T细胞培养
激活条件(抗CD3浓度、抗CD28浓度、IL-2浓度)
阅读提示:Methods: In vitro T cell activation studies