以消灭癌症和病毒感染细胞而闻名的自然杀伤细胞并不总是有效,尤其是在对抗肿瘤时。现在,在小鼠身上的研究指出了一个可能的原因:当NK细胞“咬掉”癌细胞细胞膜的一部分时,它们就会摄入一种使癌细胞变得无用的蛋白质。

NK细胞,也被称为大颗粒淋巴细胞,与肿瘤细胞进行一种称为吞噬作用的过程,即窃取目标细胞的部分细胞膜并将其整合到自己的细胞膜中。这项发表在4月13日《科学进展》(Science Advances)杂志上的新研究表明,在患有白血病的小鼠身上,这种啃食有时会伴随着pD-1,pD-1是一种抑制NK细胞活性的蛋白质,可以让癌细胞逃脱。

当NK细胞或T细胞等免疫细胞在癌细胞表面遇到pD-1时,pD-1的活性就会减弱。因此,pD-1是癌症免疫疗法的共同目标,其目的是加速人体自身对疾病的防御。

研究的合著者,渥太华医院研究所和渥太华大学的癌症免疫学家Michele Ardolino解释说,这些发现解决了现有文献中关于pD-1和癌症的一个谜。在这篇论文发表之前,最近的一些研究在NK细胞表面发现了少量的pD-1,这可能是NK细胞自己产生的pD-1,但也有一些研究没有发现。

在之前的工作中,Ardolino遇到过胞质吞噬现象,所以他开始探索这个过程是否能够解释自然杀伤细胞是如何在细胞膜上形成pD-1的。该研究的作者使用了一个完全不产生pD-1的小鼠模型,给它们注射了含有pD-1的癌细胞,发现小鼠仍然对阻断pD-1的药物有反应。小鼠的免疫反应在阻断pD-1后得到了改善,这一事实表明,这种蛋白质存在于它们的系统中,而且一定是癌细胞(而不是小鼠的NK细胞)产生了这种蛋白质。研究人员还在培养皿中对小鼠细胞进行了pD-1染色,发现只有NK细胞与表达pD-1的癌细胞共培养时,其细胞膜上才有这种蛋白。最后,研究人员对取自大多数多发性骨髓瘤患者骨髓的NK细胞进行染色,发现表面有pD-1的NK细胞也有其他癌细胞标记物,这说明它们都是通过吞噬作用获得的。Ardolino说,研究结果表明,癌症可能进化出了在其表面表达pD-1的能力,以应对饥饿的NK细胞的压力。

“观察到吞噬作用如此强大,这是相当令人惊讶的!”在巴黎萨克莱大学和法国Gustave Roussy癌症中心研究NK细胞的肿瘤免疫学家Laurence Zitvogel说,这篇论文非常彻底地证明了NK细胞通过吞噬作用而不是自己产生pD-1。

Zitvogel说,她希望研究人员能够发现更多关于pD-1在各种人类癌症中产生多少以及需要多少来阻止NK细胞活动的细节。但是Ardolino认为pD-1只是触及了表面。

“肿瘤选择给NK细胞的分子是什么?””他说,“我们偶然发现了pD-1,确切地说,是在观察这种白血病肿瘤模型时发现的。但我们知道,NK细胞与其他肿瘤细胞有大量的吞噬作用。”因此,它们可能摄入了更多与癌症相关的分子。