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揭示腫瘤相關巨噬細胞調控CD8+ T細胞命運新機制
腫瘤免疫治療為癌癥患者帶來新的治療手段和希望，在多種腫瘤類型中得到了成功應用。一部分病人可以響應免疫治療并取得理想的治療效果，但大部分病人對免疫治療無法產生響應。其中一個重要原因是其腫瘤微環境中T細胞的功能已經處于不可逆的失調狀態。研究表明，腫瘤相關巨噬細胞是誘導T細胞功能失調的主力軍之一。作為免疫細胞的一員，巨噬細胞進入腫瘤微環境中后往往受到腫瘤的影響，轉變為促進腫瘤生長并抑制T細胞功能的狀態，但其調控機制尚不清晰。作為真核細胞中mRNA上豐度最高的修飾類型，m6A修飾可通過影響mRNA的穩定性及翻譯效率等過程對細胞功能進行精確調控。但近期的工作也發現，m6A修飾系統在多種類型腫瘤中處于失調狀態。那么，m6A修飾失調是否影響腫瘤相關巨噬細胞的功能，并參與其對T細胞功能的調控呢？
5月20日，中國科學院北京基因組研究所（國家生物信息中心）研究員韓大力課題組聯合清華大學免疫研究所研究員徐萌團隊，在Cancer Cell上，發表題為The loss of RNA N6-adenosine methyltransferase Mettl14 in tumor-associated macrophages promotes CD8+ T cell dysfunction and tumor growth的研究論文，揭示了特定腫瘤相關巨噬細胞亞群通過表觀轉錄組層面調控CD8+ T細胞功能的新機制：m6A甲基化酶METTL14在C1q+巨噬細胞中的喪失，導致巨噬細胞中Ebi3轉錄本上m6A修飾的降低和EBI3表達量的增加，進而誘導腫瘤浸潤的CD8+ T細胞的功能失調。
研究發現，腫瘤相關巨噬細胞中存在一類C1q+巨噬細胞亞群，通過表面的免疫調節受體和T細胞相互作用。C1q+巨噬細胞亞群中富集和m6A修飾相關的基因（如Mettl14）。進一步探究m6A修飾在巨噬細胞中的作用，研究人員發現，在巨噬細胞中特異性敲除Mettl14的小鼠抗腫瘤能力低于野生型小鼠，腫瘤浸潤的CD8+ T細胞比例顯著下降。單細胞測序數據表明，與野生型對照組相比，巨噬細胞中Mettl14的缺失可導致免疫微環境中浸潤的效應性CD8+ T細胞和耗竭性T細胞前體細胞顯著減少，而活化異常且功能失調的中間態CD8+ T細胞顯著增多。功能驗證進一步說明，巨噬細胞中Mettl14的缺失導致CD8+ T細胞的殺傷性功能下降，并且上調表達共抑制性受體。這些結果說明，Mettl14缺失的巨噬細胞打破了CD8+ T細胞分化的平衡，即抑制效應性CD8+ T細胞的活化而促使CD8+ T細胞功能失調。
通過整合分析野生型和Mettl14缺失的腫瘤相關巨噬細胞的m6A-seq和RNA-seq數據，發現Ebi3 mRNA上的m6A修飾水平在Mettl14缺失的巨噬細胞中顯著降低，Ebi3 mRNA水平和蛋白表達水平顯著提高。EBI3中和抗體通過挽救Mettl14條件性敲除小鼠中CD8+ T細胞的殺傷性功能，顯著提高其抗腫瘤能力。結果表明，Mettl14缺失的巨噬細胞通過提高EBI3的表達量誘導CD8+ T細胞功能失調。為了探究上述結論是否適用于病人腫瘤樣本，研究人員首先使用多色免疫組織化學染色技術，發現結腸癌病人的腫瘤樣本中巨噬細胞與CD8+ T細胞的臨近位置關系。此外，腫瘤基質中METTL14的表達量與m6A修飾水平及CD8+ T細胞的浸潤呈正相關關系。腫瘤基質的m6A修飾水平高的病人與m6A修飾水平低的病人相比，腫瘤基質中浸潤的CD8+ T細胞效應性功能更好。
綜上，該研究報道了腫瘤相關巨噬細胞中RNA m6A修飾的失調導致EBI3表達量的上調，促使CD8+ T細胞功能失調的新機制。研究表明，m6A修飾在表觀轉錄層面調控巨噬細胞的免疫調節功能，強調了巨噬細胞功能可塑性可通過表觀轉錄動態變化實現精準調控。研究人員提出，靶向Mettl14下游抑制CD8+ T細胞功能的分子（如EBI3），有望恢復CD8+ T細胞功能并提高現有PD-1/PD-L1阻斷抗體療法的響應率。
韓大力和徐萌為論文的共同通訊作者，清華大學博士生董麗輝、北京基因組所博士生陳傳遠和張亞偉為論文的共同第一作者。北京基因組所博士后常人葆、博士生梁廣豪和清華大學博士生郭霈錦、劉弋、李亦林和孫夢雪參與了研究工作。北京大學腫瘤醫院教授沈琳團隊、北京大學研究員劉君、中科院生態環境研究中心研究員汪海林和博士賴瑋毅、芝加哥大學Urszula Dougherty和Marc B. Bissonnette對論文做出貢獻。
