《细胞》:还有高手!科学家首次发现,人ILC2竟是被埋没的癌细胞猎手,能直接杀死癌细胞丨科学大发现

人的免疫系统真是个巨大的宝藏。

只要你使劲儿挖一挖,总会挖到“金子”。

这不,由美国希望之城国家医学中心余建华和Michael A. Caligiuri领衔的研究团队,近日在顶级期刊《细胞》上发表一篇重磅研究论文[1]。

他们发现,在人体内与过敏和皮炎密切相关的2型先天性淋巴细胞(ILC2),居然具备强大的细胞毒性作用,可以通过与癌细胞直接接触的方式,诱发癌细胞发生焦亡或凋亡,对血癌、肺癌、胰腺癌和脑癌等多种类型的癌细胞,有强大的杀伤能力。

据了解,这也是科学家首次发现人ILC2是细胞毒性免疫效应细胞家族的一员。值得注意的是,小鼠的ILC2竟然不具备这种杀伤癌细胞的能力,这或许就是ILC2被“埋没”的主要原因之一。

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论文首页截图

与T细胞和NK细胞相比,ILC2的名气要小得多。

不过,ILC2过度活跃导致的疾病给人类添的麻烦一点儿也不少。

特应性皮炎、过敏性鼻炎、哮喘和食物过敏等多种疾病,背后都有ILC2等2型免疫细胞的身影。

近年来,ILC2与肿瘤之间的关系受到重视。然而奇怪的是,基于不同小鼠肿瘤模型的研究却得出了相反的结论,有的研究发现ILC2促癌,有些研究发现ILC2抗癌。

事出反常必有新机会。

余建华团队认为,有必要围绕ILC2展开深入的研究。他们在查阅ILC2相关的研究资料之后,发现几乎所有研究都是在小鼠身上开展的,鲜有研究直接分析人的ILC2。

既然要研究ILC2的抗癌能力,未来应用的对象肯定是人类,那么研究人的ILC2是最直接的。

不过人体内的ILC2并没有那么容易研究,与小鼠不同,目前还没有公认的人ILC2分离培养方法(这也凸显了人ILC2相关研究的滞后性)。于是,余建华团队首先着手建立了人ILC2的分离培养方法。

经过一番摸索之后,他们找到了从人外周血中分离ILC2的新方法。这种方法可以在四周内,将从人体采集的ILC2扩增2000倍

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人外周血ILC2分离培养方法

有了人ILC2之后,就可以研究ILC2是否能杀伤癌细胞了。

余建华团队先以急性髓系白血病(AML)患者体内的癌细胞为研究对象,他们发现即使将ILC2与AML细胞以0.5:1的比例混合,ILC2也可以很好地裂解AML细胞,而且呈现出剂量依赖的特征。

在构建AML小鼠模型之后,单次输注ILC2就可以控制肿瘤,并显著延长小鼠的存活时间。值得一提的是,输注ILC2后,小鼠没有表现出移植物抗宿主病(GVHD)、组织破坏或毒性的证据。这说明,输注ILC2细胞是一种毒性较低的免疫疗法。熟悉细胞免疫疗法的朋友肯定知道,这一点对于细胞免疫疗法非常重要。

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输注ILC2治疗AML的效果

既然人ILC2具备杀伤癌细胞的能力,那么背后的杀伤机制又是什么呢?

余建华团队发现,原来癌细胞表面表达的配体CD112和CD155,在与ILC2细胞表面的受体DNAM-1结合之后,会诱导ILC2产生颗粒酶B(GZMB),进而诱导癌细胞发生程序性死亡(焦亡或凋亡)。如果让ILC2不与共培养的癌细胞发生亲密接触,ILC2就无法发挥杀伤作用。

从抗肿瘤效果上来看,ILC2与NK细胞不相上下

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AML细胞(绿色)被ILC2(洋红色)杀了

不过,让余建华团队感到意外的是,从小鼠体内分离的ILC2居然对肿瘤细胞没有杀伤作用。

由于小鼠是研究人类免疫的常用模型,因此人ILC2具有直接杀死癌细胞的功能,而小鼠的ILC2却没有,这一发现让另一位通讯作者Michael Caligiuri大吃一惊。他表示,从小鼠到人类,有些东西发生了如此明显的进化,这是非常了不起的[2]。

在研究的最后,余建华团队还探索了人ILC2对肺癌、脑癌和胰腺癌等实体瘤癌细胞的杀伤作用。之所以选择这三个肿瘤细胞系,是因为在健康捐献者和/或癌症患者的相应器官中均检测到了ILC2的存在。

实验结果是阳性的,ILC2无论是在体外还是体内,都对上述三种癌症表现出治疗潜力。

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总的来说,余建华团队的首次发现了人ILC2的细胞毒性抗肿瘤活性,而小鼠ILC2却没有这种特性。更重要的是,他们还构建了从人外周血中分离扩增ILC2的方法,这为未来开发基于ILC2的细胞免疫疗法奠定了基础

参考文献:

[1].Li Z, Ma R, Tang H, et al. Therapeutic application of human type 2 innate lymphoid cells via induction of granzyme B-mediated tumor cell death. Cell. 2024. doi:10.1016/j.cell.2023.12.015

[2].https://www.cityofhope.org/city-hope-research-reveals-immune-cell-can-attack-cancer-1

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