表觀轉(zhuǎn)錄因子 PCIF1 調(diào)控 CD8+ T細(xì)胞鐵死亡與激活，為腫瘤免疫治療開(kāi)辟新靶點(diǎn)

《The epitranscriptional factor PCIF1 orchestrates CD8+ T cell ferroptosis and activation to control antitumor immunity》是 2025 年發(fā)表在《Nature Immunology》上的一篇文章， PCIF1是一種表觀轉(zhuǎn)錄因子，通過(guò)調(diào)控RNA的m6A_m修飾，在CD8⁺T細(xì)胞的抗腫瘤免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，PCIF1在CD8⁺T細(xì)胞中具有抑制性作用，其缺失能夠增強(qiáng)T細(xì)胞的抗腫瘤活性，從而提高免疫治療的效果。

一、         研究背景

近年來(lái)，T細(xì)胞免疫療法作為一種新興的細(xì)胞免疫療法，在癌癥治療領(lǐng)域取得了顯著的突破，為患者帶來(lái)了新的希望。然而，目前的治療效果在持久性方面仍存在一定的局限性，需要深入探究其內(nèi)在分子機(jī)制以進(jìn)一步優(yōu)化治療方案。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)靶向關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄或表觀轉(zhuǎn)錄因子，可以顯著增強(qiáng)T細(xì)胞的抗腫瘤功能，從而提升免疫治療的整體效果。

表觀轉(zhuǎn)錄組學(xué)作為當(dāng)前生物學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)新興分支，主要聚焦于RNA修飾及其在基因表達(dá)調(diào)控中的重要作用。其中，m6Am（N6,2'-O-二甲基腺苷）作為一種重要的RNA修飾，是真核生物mRNA帽端的修飾之一。在生物學(xué)過(guò)程中，m6Am修飾在基因表達(dá)調(diào)控中扮演著關(guān)鍵角色，它可以影響mRNA的穩(wěn)定性、翻譯效率以及剪接等過(guò)程，從而精細(xì)地調(diào)控基因表達(dá)。

在該篇文章中，研究人員發(fā)現(xiàn)m6A_m修飾通過(guò) PCIF1 這一甲基轉(zhuǎn)移酶來(lái)實(shí)現(xiàn)，PCIF1 催化 m6A_m沉積在 mRNA 的 5' 端，從而調(diào)控基因表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，Pcif1 缺失會(huì)導(dǎo)致 m6Am 修飾的靶基因（如鐵死亡抑制基因 Fth1、Slc3a2 和 T 細(xì)胞激活基因 Cd69）表達(dá)增加，進(jìn)而賦予 CD8+ T細(xì)胞對(duì)鐵死亡的抗性和增強(qiáng)其激活能力，最終增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)。

二、         研究結(jié)果

1)       提高 Pcif1 基因缺失小鼠的腫瘤免疫力

為探究PCIF1在體內(nèi)調(diào)控抗腫瘤免疫的生理作用，研究人員構(gòu)建了全身性Pcif1敲除小鼠（Pcif1 KO），通過(guò)將Pcif1^fl/fl小鼠與CAG-Cre轉(zhuǎn)基因小鼠雜交，刪除Pcif1基因15個(gè)編碼外顯子中的10個(gè)（外顯子5-14），在C57BL/6背景下生成Pcif1 KO小鼠。分子檢測(cè)證實(shí)其脾臟、肺、心臟和肝臟中Pcif1蛋白缺失，且該敲除小鼠在8周齡時(shí)體重、肝功能、血常規(guī)及T細(xì)胞亞群組成與野生型（WT）小鼠均無(wú)顯著差異，表現(xiàn)出正常生存能力和繁殖能力。進(jìn)一步通過(guò)LLC、B16-F10和MC38同基因腫瘤模型發(fā)現(xiàn)，Pcif1 KO小鼠的腫瘤生長(zhǎng)速度顯著減緩，生存期顯著延長(zhǎng)，表明Pcif1缺失可抑制多種腫瘤模型的生長(zhǎng)并延長(zhǎng)宿主存活時(shí)間。

2)       Pcif1 KO 可通過(guò) CD8+ T_eff細(xì)胞提高抗腫瘤免疫力

為探究PCIF1在抗腫瘤免疫中的作用，研究人員構(gòu)建了全身性Pcif1 KO和T細(xì)胞特異性敲除小鼠（Pcif1 cKO）。通過(guò)scRNA-seq和流式細(xì)胞術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，Pcif1缺失顯著增加TME中CD8+ T細(xì)胞比例及效應(yīng)細(xì)胞因子IFNγ、TNF、Gzmb分泌，并促進(jìn)PD-1⁺Tcf-1⁺干性、CD69⁺CD103⁺CD8⁺組織駐留記憶T細(xì)胞的富集，同時(shí)減少耗竭型PD-1⁺Tim3⁺CD8⁺T細(xì)胞。選擇性耗竭實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CD8⁺T細(xì)胞是Pcif1 KO小鼠腫瘤生長(zhǎng)抑制的關(guān)鍵因素。T細(xì)胞特異性敲除模型進(jìn)一步驗(yàn)證，Pcif1缺失通過(guò)增強(qiáng)T細(xì)胞抗腫瘤免疫應(yīng)答，顯著抑制LLC腫瘤和B16-F10黑色素瘤的生長(zhǎng)并延長(zhǎng)生存期。這些發(fā)現(xiàn)為以下觀點(diǎn)提供了證據(jù)：TME 中腫瘤浸潤(rùn) CD8⁺T_eff細(xì)胞的增加有助于增強(qiáng) Pcif1 cKO 小鼠的抗腫瘤免疫反應(yīng)。

3)       PCIF1 通過(guò) m⁶A_m修飾調(diào)節(jié) CD8⁺T 細(xì)胞活化

研究發(fā)現(xiàn)，Pcif1 缺失通過(guò)增強(qiáng) TCR信號(hào)通路活性顯著提升 CD8⁺T 細(xì)胞的體外激活水平及細(xì)胞毒性功能，Pcif1 KO小鼠 CD8⁺T 細(xì)胞在抗CD3/CD28 抗體刺激后，活化標(biāo)志物 CD69 的表達(dá)量及效應(yīng)因子 IFNγ、TNF、Gzmb 的分泌水平均顯著高于WT細(xì)胞，且 TCR 通路關(guān)鍵分子 LCK 和 LAT 的磷酸化水平顯著增強(qiáng)。進(jìn)一步機(jī)制研究表明，Pcif1 的 m?A_m甲基轉(zhuǎn)移酶活性是其抑制 CD8⁺T 細(xì)胞激活的關(guān)鍵，催化失活突變體（Asn552Ala）無(wú)法逆轉(zhuǎn) Pcif1 敲除導(dǎo)致的 CD8+ T細(xì)胞過(guò)度活化，而野生型 Pcif1 的異位表達(dá)可有效恢復(fù)細(xì)胞因子分泌及 mRNA 表達(dá)水平，這些結(jié)果表明，PCIF1 主要通過(guò)其 m⁶A^m甲基轉(zhuǎn)移酶活性抑制 CD8⁺T 細(xì)胞的活化。

4)       鑒定 CD8⁺T 細(xì)胞中的 Pcif1 下游靶標(biāo)

研究揭示了PCIF1通過(guò)其m?A_m甲基轉(zhuǎn)移酶活性調(diào)控CD8⁺T細(xì)胞激活與鐵死亡的機(jī)制。代謝標(biāo)記與TMT-MS分析顯示，Pcif1敲除CD8⁺T細(xì)胞整體蛋白翻譯未顯著變化，但有312個(gè)差異表達(dá)蛋白，涉及鐵死亡和T細(xì)胞毒性通路。m?A_m測(cè)序確認(rèn)Pcif1敲除使m?A_m水平下降，影響特定靶點(diǎn)如Fth1、Slc3a2和Cd69的蛋白表達(dá)，但mRNA水平不變，表明翻譯調(diào)控。PRM、WB和RIP實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)Pcif1通過(guò)m?A^m修飾抑制這些蛋白的翻譯。盡管CTBP2在其他情境下參與m?A_m調(diào)控，但在CD8⁺T細(xì)胞中非必需。IP-MS分析發(fā)現(xiàn)Pcif1與蛋白質(zhì)翻譯和mRNA加工相關(guān)因子相互作用。功能實(shí)驗(yàn)表明，Pcif1缺失使CD8+ T細(xì)胞鐵含量降低、GSH和胱an酸水平升高，增強(qiáng)對(duì)鐵死亡誘導(dǎo)劑的抵抗力，主要通過(guò)上調(diào)Fth1和Slc3a2等基因的蛋白表達(dá)實(shí)現(xiàn)。綜上研究結(jié)果表明，Pcif1缺失主要通過(guò)增強(qiáng)Fth1和Slc3a2等鐵死亡調(diào)控基因的表達(dá)來(lái)減少CD8⁺T細(xì)胞的鐵死亡。

5)       Pcif1 缺乏可增強(qiáng) PD-1 阻斷和 CAR-T 細(xì)胞療法的效果

研究發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞中Pcif1的缺失通過(guò)抑制鐵死亡并增強(qiáng)CD8+ T細(xì)胞的激活，顯著提升了抗腫瘤免疫應(yīng)答。在小鼠模型中，Pcif1條件性敲除小鼠的腫瘤對(duì)抗PD-1免疫治療的敏感性顯著增強(qiáng)，表現(xiàn)為腫瘤生長(zhǎng)抑制、生存期延長(zhǎng)及腫瘤浸潤(rùn)CD8⁺T細(xì)胞增多。進(jìn)一步研究表明，Pcif1缺失通過(guò)m?A_m甲基轉(zhuǎn)移酶活性調(diào)控Fth1、Slc3a2等基因的翻譯，減少鐵死亡并增強(qiáng)T細(xì)胞效應(yīng)功能。在CAR-T細(xì)胞治療中，Pcif1敲除的CD8⁺CAR-T細(xì)胞（尤其是靶向CD19的CAR-T）在LLC-hCD19、MC38-hCD19等腫瘤模型中表現(xiàn)出更強(qiáng)的抑瘤活性，其機(jī)制與鐵死亡抑制及效應(yīng)因子IFNγ、TNF、Gzmb分泌增加相關(guān)。挽救實(shí)驗(yàn)證實(shí)，下調(diào)Fth1或Slc3a2可逆轉(zhuǎn)Pcif1敲除CAR-T細(xì)胞的鐵死亡特征并減弱其抗腫瘤效果，表明Pcif1通過(guò)調(diào)控鐵死亡通路增強(qiáng)CD8⁺T細(xì)胞功能。

6)       T 細(xì)胞中PCIF1 的低表達(dá)可增強(qiáng)對(duì) ICI 和 CAR-T 療法的敏感性

研究人員發(fā)現(xiàn)，黑色素瘤患者腫瘤浸潤(rùn)CD8⁺T細(xì)胞中PCIF1低表達(dá)提示對(duì)ICI治療反應(yīng)更佳；B細(xì)胞惡性腫瘤患者治療前T細(xì)胞PCIF1低表達(dá)者接受抗CD19 CAR-T治療后生存期顯著延長(zhǎng)；口腔鱗狀細(xì)胞癌患者中，抗PD-1治療應(yīng)答者的淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)區(qū)PCIF1表達(dá)顯著低于無(wú)應(yīng)答者，且其腫瘤微環(huán)境中CD8⁺T細(xì)胞和GzmB陽(yáng)性細(xì)胞顯著增多。PCIF1通過(guò)調(diào)控腫瘤微環(huán)境中浸潤(rùn)性細(xì)胞毒性CD8⁺T細(xì)胞數(shù)量影響免疫治療效果。

三、         結(jié)論

該項(xiàng)研究揭示了PCIF1通過(guò)m6A_m修飾調(diào)控CD8⁺T細(xì)胞活化和鐵死亡的分子機(jī)制，并證明了PCIF1敲除能夠顯著增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)和免疫療法的效果。這一發(fā)現(xiàn)不僅為理解表觀轉(zhuǎn)錄組在免疫調(diào)控中的作用提供了新視角，還為開(kāi)發(fā)新型癌癥免疫療法提供了重要的理論依據(jù)和潛在靶點(diǎn)。未來(lái)的研究將進(jìn)一步探索PCIF1的臨床應(yīng)用價(jià)值，推動(dòng)免疫療法在癌癥治療中的突破。