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Science子刊 | STING促进效应CD8+T细胞的招募，驱动NF1型神经肿瘤的启动和维持
Highlights
1. 激活STING通路会增加神经纤维瘤的发生。
2. CD8+T细胞能够促进NF1相关肿瘤的形成。
3. 没有免疫细胞，特别是T细胞，神经纤维瘤就不会形成。
近日，“Science Advances”（IF=11.7）上发表了一篇题为“Stimulator of interferon gene facilitates recruitment of effector CD8 T cells that drive neurofibromatosis type 1 nerve tumor initiation and maintenance”的文章。这篇文章研究了神经纤维瘤病1型（NF1）的肿瘤发生机制，特别是聚焦于STING在其中的调控作用。
研究背景介绍
神经纤维瘤病1型（NF1）是一种常见的遗传性肿瘤综合征，由NF1基因的突变引起，该基因编码一种名为神经纤维瘤蛋白的肿瘤抑制因子。
丛状神经纤维瘤（PNF）是NF1患者中常见的良性神经肿瘤，由雪旺细胞的增殖引起。这些肿瘤通常沿着神经分布，可能导致疼痛、功能障碍和严重的畸形。
干扰素基因刺激因子（STING）是一种胞质DNA感受器，参与先天免疫反应。它在感知细胞内部的DNA后，激活下游信号通路，促进I型干扰素和其他炎症因子的产生，从而调节免疫细胞的招募和活化。
研究思路分析
研究技术路线图
01STING通路的激活与免疫细胞招募
①研究发现，与正常神经干细胞相比，来自人类和鼠类PNF的STING RNA和蛋白质水平升高。在PNF组织中，通过免疫组化检测到STING通路的激活标志物，包括磷酸化STING、p-TBK1和p-IRF3的水平显著增加。使用STING抑制剂H-151治疗神经纤维瘤携带小鼠，可以降低血浆中CXCL10/IP10的水平。
②进一步生成了STING功能缺失的Nf1f/f; DhhCre小鼠模型，发现这些小鼠的PNF体积和数量显著减少。流式细胞术分析显示，缺乏功能性STING的小鼠肿瘤中的cDC1和T细胞数量减少，而cDC2的数量略有增加。表明STING的激活对于cDC1和T细胞的招募以及PNF的启动至关重要。
③研究在人类和小鼠的PNF组织中发现了TCRβ+CD4+和TCRβ+CD8+T细胞以及CD11c+XCR1+DC1的存在。此外，Nf1f/f;DhhCre小鼠模型的PNF组织中的CD3+T细胞数量增加。流式细胞术分析显示，PNF中的T细胞占活细胞的2%到5%，其中大约一半是CD4+T细胞，另一半是CD8+T细胞。PNF中的T细胞表达高水平的CD44，表明它们是激活/记忆T细胞。
④研究还发现，PNF中的DCs是关键的T细胞反应启动者，cDC1是DC的一个亚群。研究发现，PNF中的PDCA1−;MHCII+;CD11c+DCs数量增加，其中30%是Xcr1+cDC1，70%是Sirp+表达的cDC2。此外，与Nf1f/f;DhhCre中CD19+B细胞很少。
02特定免疫细胞在肿瘤形成中的作用
①cDC1的成熟和维持依赖于转录因子Batf3，因此通过将Nf1f/+; DhhCre和Nf1f/f小鼠与Batf3−/−小鼠杂交，测试了cDC1在神经纤维瘤形成中的作用。通过解剖7个月大的Batf3−/−; Nf1f/f; DhhCre小鼠，发现PNF的形成减弱，肿瘤数量和大小都显著减少。流式细胞术分析证实了这些小鼠中缺乏cDC1细胞，而激活的CD4+T细胞数量没有明显变化，但激活的CD8+T细胞数量减少了近三倍。表明，cDC1的缺失部分阻断了PNF的启动，而神经雪旺细胞与神经轴突的相互作用在Batf3−/−; Nf1f/f; DhhCre小鼠中并未受到影响。
②由于cDC1细胞的减少导致PNF中T细胞数量和激活程度降低，进一步探究了DC对Nf1f/f; DhhCre小鼠中CD8+T细胞反应的激活作用。实验通过将CFSE标记的CD8+T细胞与来自WT或Nf1f/f; DhhCre小鼠的APCs共培养，发现仅来自肿瘤携带Nf1f/f; DhhCre小鼠的CD8+T细胞在与APCs共培养时显示出显著的增殖反应。表明，肿瘤微环境中的CD8+T细胞已被激活并准备增殖，暗示这些T细胞可能在PNF的形成和发展中起到促进作用。
03适应性免疫细胞在肿瘤发生中的必要性
①将Nf1f/f;DhhCre小鼠与Rag1−/−小鼠杂交，后者由于Rag1基因的缺失而无法产生B和T细胞。实验结果显示，缺乏B和T细胞的Rag1−/−; Nf1f/f; DhhCre小鼠没有发展出神经纤维瘤，且这些小鼠的神经组织中没有肿瘤病理特征，增殖细胞数量减少，雪旺细胞形态正常。表明适应性免疫细胞（T和/或B细胞）对于神经纤维瘤的启动是必需的。此外，这些小鼠中的炎症水平降低，但没有观察到肥大细胞数量的显著变化。与Batf3敲除小鼠相似，Rag1−/−;Nf1f/f;DhhCre小鼠的神经轴突与雪旺细胞的相互作用并未恢复正常。
②将来自携带肿瘤的Nf1f/f; DhhCre小鼠的T细胞过继转移到缺乏循环CD3T细胞的Rag1−/−;Nf1f/f;DhhCre小鼠中。结果显示，转移的T细胞在受体小鼠中增殖并维持记忆表型，且只有接受T细胞的小鼠发展出神经纤维瘤。进一步实验表明，CD8+T细胞而非CD4+T细胞足以启动肿瘤形成。通过分析T细胞表达的细胞因子，发现CCL5在T细胞中的表达上调，可能促进了炎症和肿瘤的形成。最后，通过耗竭CD8T细胞，证实这些细胞对神经纤维瘤的启动和维持至关重要。
图1. 小鼠和人类PNF中的STING激活。
图2.STING的缺失通过减少cDC1和T细胞浸润来减轻PNF。
图3. STING抑制影响T细胞激活和cDC1浸润。
图4. Nf1f/f; DhhCre神经纤维瘤小鼠中的淋巴细胞浸润和激活。
图5. 缺乏T细胞交叉呈递的cDC1细胞减弱了神经纤维瘤的形成
图6. 适应性免疫细胞的缺失阻止了神经纤维瘤的发展。
图7. T细胞过继转移促进了神经纤维瘤的形成。
图8. CD8 T细胞耗竭减轻了PNF的形成。
结论与讨论
本研究揭示了在NF1中，STING通路的激活促进了CXCL10的产生，进而招募cDC1和T细胞，特别是CD8+T细胞，这些细胞对PNF的形成和维持至关重要。通过抑制STING通路或耗竭CD8+T细胞，可以减少PNF的形成，表明这些免疫细胞在NF1相关肿瘤发展中扮演了关键角色。
此外，还需要进一步研究STING通路在不同肿瘤类型中的作用，以及在肿瘤发展的不同阶段，激活或抑制STING通路对肿瘤免疫微环境的影响。这些研究可能为开发新的NF1肿瘤治疗策略提供重要信息。