安徽医科大学：内质网应激促进肝癌细胞释放外泌体miR-23a-3p并上调巨噬细胞中PD-L1的表达
内质网应激促进肿瘤细胞逃避免疫监视，但其中潜在的机制此前是未知的。近日，来自安徽医科大学第一附属医院肿瘤内科孙国平、王华课题组的研究人员在Hepatology杂志发表文章，发现ER应激下的肝癌细胞将特定的miRNA通过外泌体转移到肿瘤微环境中的浸润巨噬细胞来促进肝癌细胞的免疫逃逸，为肝癌治疗提供了新的有效策略。
肝细胞癌（HCC）是一种常见的恶性肿瘤，在全世界生存率很低。手术是HCC患者最有效的治疗策略，但超过80％的患者在确诊时已无法完全通过手术切除。HCC对很多现有的治疗策略不敏感，晚期HCC患者的中位总生存期仅为3至16个月。因此，迫切需要对HCC开发更有效的系统治疗方式。
HCC的发生与免疫耐受和免疫抑制密切相关，因此免疫疗法可能是一种有前景的抗HCC策略。最近，已发现免疫疗法在几种类型的人类癌症中是有效的，例如黑素瘤和肺癌，但在HCC中的效果一般。大多数HCC是由慢性乙型肝炎病毒（HBV）和丙型肝炎病毒（HCV）感染、或者非酒精性脂肪肝和酒精性肝病引起的。一般认为慢性炎症能促进肝癌的发生和HCC的进展。在肿瘤区域，一些免疫细胞的募集与HCC患者的预后不良相关，包括肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、CD4+调节性T细胞和髓样抑制细胞（MDSCs）。此外，许多细胞因子、共抑制信号和免疫抑制受体及其配体也诱导免疫抑制从而促进HCC进展。所以，肿瘤微环境中免疫细胞浸润的调节可能是一种治疗HCC的新颖有效的靶点。然而，HCC细胞如何从免疫监视中逃脱尚未完全阐明，这是开发用于治疗HCC的有效免疫治疗干预的关键障碍之一。
内质网（ER）应激对于维持细胞存活至关重要，这是通过激活未折叠蛋白响应（UnfoldedProtein Response，UPR）而实现的，该过程由一系列ER应激相关蛋白控制，包括GRP78、ATF6、IRE1α、PERK等。在各种类型的肿瘤（包括HCC）中已经报道了ER应激的激活，并且在促进肿瘤进展中起重要作用。研究表明ER应激促进HCC化疗和放疗抗性。其他研究也表明，ER应激促进肿瘤细胞逃避免疫监视。此外，免疫细胞中ER应激的激活已经显示出影响浸润免疫细胞的功能。例如，据报道ER应激会增加多种炎症因子，包括IL-6和巨噬细胞中的IL-23。ER应激的肿瘤细胞也通过释放ER应激相关分子并随后促进肿瘤存活、进展和转移来影响免疫细胞功能。此外，浸润免疫细胞（主要是TAMs、MDSCs和树突状细胞DC）分泌的细胞因子也可以增强ER应激并促进肿瘤细胞生长。这些研究表明，肿瘤细胞中的ER应激可能不仅控制肿瘤细胞增殖的细胞内反应，还可以调节细胞外的成分比如肿瘤微环境和免疫反应。然而，ER应激肿瘤细胞如何改变免疫细胞和免疫反应仍不清楚。
外泌体是一类40至100纳米的膜囊泡，在细胞间通讯中发挥重要作用。 microRNAs（miRNAs）被证明可以包装在外泌体中，这表明这些囊泡可以将遗传信息传递给受体细胞。例如，转移性乳腺癌细胞分泌的外泌体将miR-105转移到内皮细胞中，通过破坏紧密连接和内皮完整性促进肿瘤细胞转移。此外，源自HCC细胞的外泌体可以转移特异性miRNA增强受体细胞生长。这些结果表明miRNA是外泌体介导的细胞间通讯的重要分子。然而，很少有研究探索ER应激是否影响HCC中外泌体miRNA转移以及这些外泌体miRNA如何影响肿瘤进展。
在本研究中，研究人员探索了ER应激的HCC细胞是否能够将富含miRNA的外泌体传递给巨噬细胞以及这些外泌体miRNA如何调节巨噬细胞的免疫功能。为了回答这些问题，研究人员进行了高通量测序、体外和体内分析，发现源自ER应激的HCC细胞的外泌体（Exo-TM）能够增加程序性死亡配体1（PD-L1）的表达以及巨噬细胞中的炎症细胞因子，从而降低CD8+ T细胞比例，增加T细胞凋亡。在机制上，Exo-TM通过转移miR-23a-3p上调PD-L1表达，miR-23a-3p抑制PTEN表达并随后激活AKT。因此，研究人员认为，ER应激的HCC细胞释放外泌体，上调巨噬细胞中的PD-L1表达，随后通过外泌体miR-23a-PTEN-AKT途径抑制T细胞功能。该研究结果为肿瘤细胞如何逃避抗肿瘤免疫提供了新的见解。
图：Exo-TM通过抑制PTEN和激活AKT途径上调巨噬细胞中PD-L1的表达
参考文献：Liu J, Fan L, Yu H, Zhang J, He Y, Feng D, Wang F, Li X, Liu Q, Li Y, Guo Z, Gao B, Wei W, Wang H, Sun G. Endoplasmic Reticulum Stress Promotes Liver Cancer Cells to Release Exosomal miR-23a-3p and Up-regulate PD-L1 Expression in Macrophages. Hepatology. 2019 Mar 10. doi: 10.1002/hep.30607.
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