NK細(xì)胞，生來便是一個(gè)毫不留情的殺手。殺手~
作為先天免疫系統(tǒng)中的重要免疫細(xì)胞，NK細(xì)胞能夠迅速進(jìn)行防御并直接出擊，以其細(xì)胞毒性消滅體內(nèi)的病原微生物以及腫瘤細(xì)胞[1]。
而近日，一篇發(fā)表在Science Advances期刊上的文章表示，冷酷殺手NK細(xì)胞竟然也會(huì)干起偷盜的行當(dāng)！而且偷竊的的對(duì)象，正是腫瘤細(xì)胞。
加拿大渥太華大學(xué)的Mohamed S. Hasim和他的同事們發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞表面存在的免疫檢查點(diǎn)PD-1并非來自內(nèi)源性表達(dá)，而是NK細(xì)胞通過由SLAM受體介導(dǎo)的胞啃作用，從腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜上獲取的。得到PD-1后，NK細(xì)胞的抗腫瘤免疫功能被抑制，不過可以由PD-1抑制劑挽救[2]。
論文首頁截圖
要論設(shè)計(jì)PD-1抑制劑的初衷，是為了保全T細(xì)胞的抗腫瘤活性，阻斷其PD-1/PD-L1通路。而且很長一段時(shí)間大家都認(rèn)為，它也就主要依賴于T細(xì)胞來發(fā)揮抗腫瘤療效。
直到后來發(fā)現(xiàn)，在使用PD-1抑制劑時(shí)，喚醒的不只是T細(xì)胞，還有另一群殺手——NK細(xì)胞[3]。
不過，NK細(xì)胞的抗腫瘤免疫功能為何會(huì)被PD-1抑制劑激活，目前還不清楚。雖然在消化道癌、黑色素瘤、腎細(xì)胞癌等癌癥患者的浸潤NK細(xì)胞上檢測(cè)到有PD-1，但其實(shí)，NK細(xì)胞它自己壓根就不會(huì)表達(dá)PD-1[3-5]！
于是，Mohamed S. Hasim和他的同事們做出一個(gè)大膽的猜測(cè)。既然無法內(nèi)源性表達(dá)，難道說，NK細(xì)胞身上的PD-1取自其它細(xì)胞？
他們發(fā)現(xiàn)，如果將表面不存在PD-1的小鼠NK細(xì)胞，與高表達(dá)PD-1的小鼠白血病細(xì)胞系（C1498）在體外共培養(yǎng)一段時(shí)間，24小時(shí)后便可以從NK細(xì)胞上檢測(cè)到PD-1，72小時(shí)內(nèi)PD-1水平進(jìn)一步增加。而且，腫瘤細(xì)胞的PD-1表達(dá)水平越高，在共培養(yǎng)后，NK細(xì)胞表面存在的PD-1就越多。
本身沒有PD-1的NK細(xì)胞，與腫瘤細(xì)胞共處越久，身上的PD-1越多
相比而言，如果只是單獨(dú)培養(yǎng)、沒有腫瘤細(xì)胞的存在，這群NK細(xì)胞還是“長”不出來PD-1。
不僅如此，除了PD-1，TCRvβ12、CD45.2、Thy-1.1等同樣并非由NK細(xì)胞內(nèi)源性表達(dá)的抗原，在與白血病細(xì)胞共培養(yǎng)后也出現(xiàn)在NK細(xì)胞表面。
這樣看來，NK細(xì)胞自己沒有的東西，比如PD-1，還真可能是從腫瘤細(xì)胞上拿過來的。
那么，NK細(xì)胞要如何“行竊”呢？
這涉及到NK細(xì)胞的一種生物學(xué)過程——胞啃作用（trogocytosis）。
奇點(diǎn)糕沒寫錯(cuò)，你也沒看錯(cuò)，真的是叫胞啃。這個(gè)名字其實(shí)挺形象的，是指淋巴細(xì)胞通過免疫突觸，從抗原提呈細(xì)胞上啃下一部分細(xì)胞膜及其表面分子[6]。胞啃的功能目前還不是很清楚，可能與誘導(dǎo)、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)有關(guān)，或者對(duì)其他細(xì)胞系統(tǒng)的調(diào)控有重要作用。
利用細(xì)胞膜染色（CellVue）、熒光標(biāo)記PD-1（GFP）等技術(shù)，研究者們觀察到，與淋巴瘤細(xì)胞（RMA）共培養(yǎng)時(shí)，NK細(xì)胞會(huì)頻繁“強(qiáng)吻”這些腫瘤細(xì)胞，啃下一塊細(xì)胞膜還順手將腫瘤細(xì)胞的PD-1貼到自己身上。
動(dòng)態(tài)成像：mua mua mua mua mua
（綠色：PD-1-GFP）
如果只是與培養(yǎng)腫瘤細(xì)胞的洗澡水上清液一同培養(yǎng)，則無法在NK細(xì)胞上檢測(cè)到PD-1。也就是說，NK細(xì)胞需要和腫瘤細(xì)胞本尊貼貼才能獲得PD-1，外泌體、可溶性分泌蛋白啥的不管用。
而且，一旦通過抑制ATP合成或肌動(dòng)蛋白聚合來阻斷NK細(xì)胞的胞啃作用[7,8]，NK細(xì)胞表面的PD-1水平便大幅度降低。
不讓親親，就沒有PD-1
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，一種在NK細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞上大量表達(dá)的細(xì)胞表面分子——SLAM受體，介導(dǎo)了NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的胞啃作用。
雖然沒整明白NK細(xì)胞竊取PD-1是否有什么目的，還是說腫瘤細(xì)胞有意而為之。但可以確定的是，從腫瘤細(xì)胞上啃下來PD-1后，NK細(xì)胞會(huì)陷入“沉睡”。
研究者們先是在正常表達(dá)PD-1的淋巴瘤小鼠模型中觀察到，與體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，只有位于腫瘤微環(huán)境中的浸潤NK細(xì)胞能夠“就地取材”，通過胞啃作用從腫瘤細(xì)胞表面獲得PD-1。其它的NK細(xì)胞則不會(huì)額外獲得PD-1。
接下來，他們對(duì)NK細(xì)胞的抗腫瘤免疫活性進(jìn)行了一系列研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在不表達(dá)PD-1的淋巴瘤小鼠模型中，NK細(xì)胞能夠顯著抑制腫瘤生長。一旦NK細(xì)胞通過胞啃作用從表達(dá)PD-1的腫瘤細(xì)胞上獲取PD-1后，其抗腫瘤免疫功能就會(huì)受到抑制；而使用PD-1免疫抑制劑可以“喚醒”小鼠的這些NK細(xì)胞，恢復(fù)其活性。
PD-1會(huì)抑制NK細(xì)胞的抗腫瘤活性
（RMA-S-Pdl1：不表達(dá)MCH I 的淋巴瘤細(xì)胞，突出NK細(xì)胞的效果；NCG小鼠：沒有NK細(xì)胞）
最后，研究者們對(duì)28名多發(fā)性骨髓瘤患者骨髓中的NK細(xì)胞進(jìn)行分析，同樣觀察到，NK細(xì)胞能夠通過胞啃作用從腫瘤細(xì)胞上獲得PD-1，甚至還能把腫瘤標(biāo)志物（漿細(xì)胞上的CD138）也拿過來。
將多發(fā)性骨髓瘤患者骨髓中的NK細(xì)胞上的CD138、PD-1共染色
總體而言，Mohamed S. Hasim和他的同事們發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞雖然無法內(nèi)源性表達(dá)PD-1，但可以通過由SLAM受體介導(dǎo)的胞啃作用，從腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜上獲取PD-1等表面分子。獲得PD-1后，NK細(xì)胞的抗腫瘤免疫功能受到抑制，用PD-1抑制劑可以有效恢復(fù)其活性。
這項(xiàng)研究成果，一方面為我們展示了一種細(xì)胞之間十分有趣的交流方式，破解NK細(xì)胞獲取PD-1的特殊途徑。更重要的是，這有利于我們更好地了解，PD-1抑制劑是如何作用于不同種類的免疫細(xì)胞，而不局限于T細(xì)胞，或?yàn)槟[瘤免疫療法提供些新想法。
所以，胞啃這一“吻”，究竟是NK細(xì)胞主動(dòng)行竊、欲取PD-1，還是腫瘤細(xì)胞故意設(shè)局，用PD-1給NK細(xì)胞下了迷魂藥？
參考文獻(xiàn)：
[1]Vivier E, et al. Innate or adaptive immunity? The example of natural killer cells. Science. 2011;331(6013):44–49. doi: 10.1126/science.1198687.
[2]https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj3286
[3]Hsu J, et al. Contribution of NK cells to immunotherapy mediated by PD-1/PD-L1 blockade. J Clin Invest. 2018 Oct 1;128(10):4654-4668. doi: 10.1172/JCI99317. Epub 2018 Sep 10. PMID: 30198904; PMCID: PMC6159991.
[4]S. J. Judge, et al, Minimal PD-1 expression in mouse and human NK cells under diverse conditions. J. Clin. Invest. 130, 3051–3068 (2020).
[5]Z. Davis,et al, Low-density PD-1 expression on resting human natural killer cells is functional and upregulated after transplantation. Blood Adv. 5, 1069–1080 (2021).
[6]Joly E, Hudrisier D. What is trogocytosis and what is its purpose?[J]. Nature immunology, 2003, 4(9): 815.
[7]L. M.et al, Intercellular transfer and supramolecular organization of human leukocyte antigen C at inhibitory natural killer cell immune synapses. J. Exp. Med. 194, 1507–1517 (2001).
[8]M. Hamieh, et al, CAR T cell trogocytosis and cooperative killing regulate tumour antigen escape. Nature 568, 112–116 (2019).
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