实验室动态
黄波课题组本学期第二次Journal Club-破解 T 细胞耗竭的脂质密码 解锁新型免疫检查点靶向策略

2026 4 15 日晚 19 时,黄波课题组本学期第二次 Journal Club 活动如期举行。本次活动由课题组周雅博副研究员主讲,深度解读美国埃默里大学疫苗中心 Rafi Ahmed 团队 2026 3 月发表于《Nature》的研究成果 ——《Exposed phosphatidylserine is an inhibitory molecule in T cell exhaustion》。这项研究首次系统性揭示了膜脂质分子磷脂酰丝氨酸(PS)介导的非经典 T 细胞免疫抑制机制,打破了既往免疫检查点研究聚焦蛋白类分子的固有局限,为 T 细胞耗竭调控网络解析、新型联合免疫疗法开发提供了颠覆性的理论基础与实验依据。

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周雅博老师首先从免疫治疗的核心痛点切入,系统梳理了研究背景。CD8+ T 细胞是机体清除病毒感染细胞、恶性肿瘤细胞的核心效应免疫细胞,但在慢性病毒感染、肿瘤微环境等持续性抗原刺激下,其功能会逐渐受损,进入特征性的 “耗竭” 状态。耗竭的 CD8+ T 细胞以 PD-1TIM-3LAG-3 等抑制性受体持续高表达、效应功能丧失、增殖能力显著下降为核心特征,是制约机体抗肿瘤、抗慢性感染免疫应答的关键因素。以 PD-1/PD-L1 通路阻断为代表的免疫检查点疗法虽在临床取得突破性进展,但其应答率受复杂耐药机制限制,这也提示 T 细胞耗竭的调控网络中,仍有大量未被充分解析的非经典抑制性信号通路。

他进一步指出,既往针对 T 细胞耗竭的研究,大多聚焦于细胞膜表面的蛋白质类抑制性分子,而细胞膜脂质代谢物是否参与、如何调控 T 细胞耗竭进程,始终缺乏系统性的机制研究与实验验证。作为经典的阴离子膜磷脂,磷脂酰丝氨酸(PS)在生理状态下主要定位于活细胞的细胞膜内叶,仅在细胞凋亡时外翻至外叶,作为 “eat-me” 信号介导凋亡细胞的吞噬清除。但近年来研究发现,在无凋亡信号的前提下,活化的免疫细胞、肿瘤细胞及肿瘤血管内皮细胞会发生 PS 的非凋亡性外翻,这一现象提示 PS 除介导细胞吞噬外,还可能承担着未被发现的免疫调控功能,而这正是本次研究的核心突破口。

研究团队首先通过淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒(LCMV)慢性感染与急性感染小鼠模型的对比分析,锁定了 PS 外翻与 T 细胞耗竭的核心关联:急性感染早期,抗原特异性 CD8+ T 细胞虽会启动 PS 外翻,但随着抗原被逐步清除,细胞表面 PS 水平会快速回落至静息状态;而在慢性感染条件下,抗原特异性 CD8 T 细胞的 PS 外翻会持续存在,且外翻水平随 T 细胞耗竭程度加深显著升高,终末分化耗竭亚群的 PS 暴露量远高于干细胞样耗竭亚群。

通过一系列严谨实验,团队明确了这一过程与细胞凋亡完全无关:耗竭 CD8+ T 细胞的 PS 暴露量仅为凋亡 CD8+ T 细胞的 1/8,几乎不表达活化 caspase-3、钙网蛋白等凋亡相关标志物;同时,PS 阳性的耗竭 CD8+ T 细胞可在体内正常存活、具备增殖潜能,也不会被巨噬细胞吞噬清除,是完全有活力的功能性细胞。在此基础上,转录组与脂质组学分析进一步揭示了耗竭 CD8+ T 细胞的 PS 代谢重塑特征:细胞内 PS 合成关键酶 Ptdss1 表达显著上调,PS 降解酶 Pisd 表达下调,多种 PS 分子出现特异性累积,且总 PS 含量呈现从干细胞样、过渡型到终末分化型耗竭亚群逐步递增的梯度特征。这一结果证实,耗竭 CD8+ T 细胞的 PS 调控并非单纯的细胞膜分布改变,而是伴随合成、降解通路的系统性重塑,最终实现细胞内 PS 的持续富集与细胞表面的稳定暴露。

为明确细胞表面外翻 PS 的功能性作用,研究团队采用 PS 靶向抗体(mch1N11)对 LCMV 慢性感染小鼠进行体内干预,取得了关键的功能验证结果:抗体治疗后,小鼠多组织及外周血中的病毒特异性 CD8+ T 细胞数量显著扩增,其中 PD-1+TCF1 + 干细胞样 CD8+ T 细胞的增殖效应最为突出。RNA-seq 分析显示,抗体处理后,干细胞样 CD8 T 细胞中细胞周期、MYC 靶基因、E2F 靶基因等增殖相关通路显著富集,而维持细胞静息状态的关键分子表达明显下调,证实 PS 靶向阻断可直接逆转干细胞样 T 细胞的静息表型。

后续的过继转移实验进一步锁定了核心应答细胞群:将慢性感染小鼠的干细胞样 CD8+ T 细胞与 TIM3 + 效应细胞分别分选,转移至同品系感染匹配小鼠体内后再行 PS 靶向抗体处理,结果证实干细胞样 CD8+ T 细胞是 PS 靶向治疗后抗病毒免疫扩增应答的核心来源,可在体内实现高效自我更新与增殖;而终末分化的 TIM3 + 耗竭细胞因增殖潜能受限,对治疗的响应十分微弱。这一系列数据清晰表明,慢性抗原刺激下,细胞表面暴露的 PS 对维持干细胞样 CD8+ T 细胞的静息状态、限制其增殖分化发挥着关键的负向调控作用。

在此基础上,周雅博老师为大家拆解了 PS 介导免疫抑制的完整细胞学机制。研究团队通过单细胞 RNA-seq 分析发现,PS 靶向抗体处理后,树突状细胞(DC)是主要的应答细胞,其中 I 型常规树突状细胞(cDC1)的基因表达变化最为显著 —— 其抗原提呈、MHC-I 分子递呈及 IL-12 信号通路相关基因显著富集,共刺激分子 Cd86 的转录水平明显上调,而各类 DC 的细胞数量无显著改变,提示 PS 阻断并非影响 DC 的增殖存活,而是特异性增强其免疫激活表型。

体外共培养实验进一步验证了这一调控关系:将 PS 暴露的 PD-1 + 耗竭 CD8+ T 细胞与 CD11c+MHC-II+DC 共培养时,加入 PS 靶向抗体可显著上调 DC 表面 CD86 蛋白表达,同时大幅促进体系中干细胞样 CD8 T 细胞的增殖;而 DC 单独培养、或与无 PS 外翻的初始 CD8+ T 细胞共培养时,PS 靶向抗体均无法引发上述效应。这一系列实验最终明确了 PS 介导免疫抑制的核心逻辑:耗竭 CD8+ T 细胞表面暴露的 PS 是抑制性信号的唯一来源,其作用靶点为树突状细胞,通过直接抑制 DC 的抗原提呈与共刺激功能,削弱 DC 对干细胞样 CD8+ T 细胞的激活能力,最终在 T 细胞与 DC 间形成一条全新的非经典负反馈调控轴,持续维持 T 细胞耗竭状态。

鉴于 PS 靶向抗体通过改善 DC 功能发挥作用,而 PD-L1 抗体直接解除 T 细胞的蛋白类抑制性信号,二者靶向 T 细胞 - DC 调控轴的不同关键节点,研究团队进一步评估了联合治疗的效果。实验结果显示,与单药治疗相比,PS 靶向抗体与 PD-L1 抗体的联合疗法,能诱导更强劲的病毒特异性 CD8+ T 细胞扩增应答,同时显著降低小鼠多组织的病毒载量,实现了抗病毒免疫效果的协同增强。

最后,研究团队验证了该机制的临床相关性与物种保守性:对肾透明细胞癌、非小细胞肺癌患者的肿瘤浸润淋巴细胞分析发现,人类肿瘤中 PD-1 + 耗竭 CD8 T 细胞同样存在显著的表面 PS 外翻,且该现象与细胞凋亡无关;同时,肿瘤中干细胞样与效应样耗竭 CD8+ T 细胞亚群均存在 PS 外翻特征,且外翻水平随分化进程逐步升高,两个亚群均富集 PS 代谢相关基因特征,与小鼠慢性感染模型中的表型高度一致。这一结果为该机制向肿瘤临床治疗转化奠定了关键的理论基础。

分享最后,周雅博老师总结了这项研究的三大核心优势:一是开创性地将免疫抑制的研究视野从细胞膜蛋白类分子拓展至脂质代谢物,发现了 PS 这一非经典免疫抑制分子,极大丰富了免疫检查点的研究范畴;二是整合转录组、脂质组、单细胞 RNA-seq 等多组学技术,结合体内功能验证、过继转移、体外共培养等一系列实验,层层递进地解析了 PS 介导免疫抑制的分子机制与细胞互作通路,研究体系兼具系统性与深入性;三是在人类肿瘤样本中验证了 PS 外翻及代谢重塑机制的物种保守性,直接搭建了基础研究与临床转化的桥梁,让研究成果具备明确的临床转化潜力。

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周雅博老师的分享与深度解读,点燃了在场师生的热烈研讨。随后,他与吕家迪老师、周楠楠老师、陈洁老师、周力老师及课题组同学,围绕三大核心方向展开了深入交流:一是耗竭 CD8+ T 细胞中 PS 非凋亡性外翻的上游调控机制;二是研究主要聚焦 PS 对树突状细胞的调控作用,而巨噬细胞、髓源抑制细胞等其他高表达 PS 识别受体的髓系细胞,是否也受 PS 调控、其对整体免疫微环境的影响仍需系统探究;三是 PS 靶向抗体在人体中的安全性、药代动力学特征,以及其与现有免疫治疗、化疗、放疗等方案的最佳联合策略,仍需后续临床研究进一步验证与优化。

本次 Journal Club 让课题组全体同学对 T 细胞耗竭的调控网络有了全新的认知,通过周雅博老师的分享,大家系统学习了耗竭 CD8+ T 细胞通过膜脂质分子 PS 调控树突状细胞功能、介导免疫抑制的全新机制。这项研究突破了传统免疫抑制研究仅聚焦蛋白质分子的固有局限,从脂质代谢与细胞膜生物学双维度,为解析 T 细胞耗竭调控网络提供了全新视角,更为开发以膜脂质为靶点的新型联合免疫治疗策略,奠定了坚实的理论与实验基础。


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