【课题反套路】别再用外泌体了，Nature教你肿瘤免疫新角度

大家好，我是被细胞共培养实验搞得晕头转向的无花果。

最近发现肿瘤免疫这个领域的研究论文特别多，不同肿瘤细胞，搭配上巨噬细胞，CD4+/CD8+T细胞，或者时下正热的Treg、Th，各种排列组合层出不穷。看多了免疫检查点、肿瘤微环境外泌体，多少有点“审美疲劳”。（如果你并没有get这些传统切入点的文章思路，下次无花果再来介绍一篇“套路”的）

然而，两个星期前发表在Nature正刊上的肿瘤免疫相关文章却让无花果眼前一亮。没有传统的细胞因子外泌体，也没有快看吐了的PD-1，可谓肿瘤免疫微环境的一股清流。

 

大家来看看标题：SLC43A2和甲硫氨酸（Met）代谢，T细胞，组蛋白甲基化，看似并无关联的几个热点方向，又能碰撞出什么样的火花呢？来看我逐步分解。

首先按惯例来介绍一下背景。本文的主题是肿瘤微环境中的T细胞耗竭。所谓的T细胞耗竭，即T细胞功能丧失，在肿瘤微环境中体现为不能发挥正常的肿瘤识别和杀伤功能。本文关注的是CD8+T细胞（也就是杀伤性T细胞）的凋亡。肿瘤细胞为了实现免疫逃逸，会产生异常的代谢影响免疫细胞。

已有研究发现肿瘤的糖酵解代谢异常会影响免疫细胞的功能，由于作者的切入点是甲基化修饰，而甲基的重要来源前体是氨基酸，于是作者提出的问题就是：同为基础代谢的氨基酸代谢是否异常？是否同样影响免疫细胞功能？（看了一下作者实验室的介绍，主要研究方向就是肿瘤微环境中的表观遗传学、代谢、肿瘤免疫，怪不得会将氨基酸代谢和肿瘤免疫相结合）

研究内容：

按我们惯常的“套路”，要做肿瘤微环境，一般先用流式检测一下肿瘤组织中的细胞类型，包括肿瘤细胞的数量和免疫细胞的数量，再做个测序看看不同细胞中的基因表达变化。

可能是实验室有研究基础，作者想看看氨基酸代谢对T细胞的影响，于是上来就用了个很清奇的方法：用缺单种氨基酸的培养基培养CD8+T细胞，并检测凋亡和细胞因子。（What？这是什么操作？没有测任何代谢物也没有做细胞共培养？一开始我是不信的）

结果一试发现，缺乏甲硫氨酸（Met）的培养基使T细胞凋亡增加，细胞因子减少。

然后用不同浓度的Met处理肿瘤细胞，再用培养肿瘤细胞的这一培养基培养T细胞，发现培养基中Met含量越低，T细胞凋亡数量越多。

而且只有额外添加Met才能回复T细胞表型。 

 

为了探究为什么低Met会造成CD8+T细胞凋亡，作者又检测了一下T细胞内的代谢，发现与Met相关的代谢通路如SAH、SAM、L-Cys都显著变化。由于SAM是细胞甲基化修饰的直接供体，于是作者检测了不同组蛋白甲基化marker基因，发现只有H3K79me2显著下调。（看到这里我表示有点迷，为什么只测组蛋白甲基化呢？其他甲基化不香么？只能解释为有研究基础）

 

那么接下来就是要看看缺失H3K79me2是否会造成同样的效果。由于DOTL1是H3K79唯一的特异甲基转移酶，因此就用了DOTL1抑制剂，还构建了DOTL1条件性敲除小鼠进行体内外实验验证H3K79me2缺失对T细胞凋亡的影响。

然后就是要找到H3K79me2调控的下游靶基因，于是就用了ChIPseq找明星分子和通路（STAT5），再用常规的套路体内外验证一番，这里就不详细展开了。（虽然不展开，为了体现工作量，图还是要放一放的）

 

可贵的是，作者还做了体内的回复实验，用Met注射到小鼠肿瘤组织，发现肿瘤浸润的CD8+ T细胞存活率有所上升。 

到这里论证已经相当完整，正当我以为这个故事已经要落下帷幕的时候，没想到迎接我的不是discussion，而是另一个result。（Nature果然不一样，对完整性的追求简直丧心病狂）

作者想到最后一个问题：肿瘤细胞究竟通过何种机制与T细胞竞争Met？作者直接想到了氨基酸转运蛋白，于是比较了肿瘤细胞和浸润T细胞转运载体的转录水平，发现了有显著差异的转运蛋白SLC43A2。经过一系列的体内外验证，终于证实肿瘤细胞通过高表达SLC43A2与CD8+T细胞竞争Met，导致T细胞耗竭（凋亡）。 

别看全文只有5个大的figure，但小图竟然有80+个（还不算补充材料），整篇文章也真的是一个long long story。

总结：

最后为大家总结一下这篇文章“反套路”和创新之处：

1、抛开了差异表达基因、外泌体、细胞因子等常规的套路，从氨基酸代谢入手探讨肿瘤免疫和微环境；

2、肿瘤细胞和T细胞之间并不是通过“传递”某种因子互作，而是通过竞争；

3、提出了限制肿瘤细胞Met摄入作为治疗靶点，并且还做了临床相关性（这里没有展示，有兴趣的童鞋可以去看原文）。

总的说来，这篇文章吸引无花果的就是一个“新”，反常的切入点和反常的机制都令人眼前一亮。当然全文的论证做到了最大限度的完整性，提出的临床问题也是十分有参考价值的。（莫非肿瘤患者多补充营养也会有风险？）

将研究做得既有趣又有意义，才是科学研究最好的样子。这也是最值得我们去思考和学习的地方。

末尾吐槽：如果非要说这篇文章有什么缺点，无花果就要吐槽作者了，以后咱能不能麻烦把前因后果（研究基础）稍带提一提？