抑制胆固醇调节相关蛋白 PCSK9，可协同增强免疫检查点疗法的治疗效果
近日，《Nature》刊登了题为「Inhibition of PCSK9 potentiates immune checkpoint therapy for cancer」的文章，这项研究发现，抑制调节胆固醇代谢的重要蛋白 PCSK9，可以促进 T 细胞向肿瘤组织内部侵润，增强肿瘤免疫检检查点疗法的治疗效果。
研究背景
当肿瘤发生时，体内的 T 细胞会启动免疫应答，增殖分化进而对肿瘤细胞进行攻击，而当 T 细胞增殖到一定程度，会释放检查点信号，如 PD-1,CTLA-4，在这些信号的作用下 T 细胞会停止增殖和免疫活动，开始凋亡。免疫检查点疗法的策略是抑制检查点信号分子，使 T 细胞可以持续地识别清除肿瘤细胞。
PCSK9（前蛋白转化酶枯草溶菌素）存在于细胞表面，参与胆固醇的代谢调节，其主要作用是将低密度脂蛋白（LDL）的受体（LDLR）转运至溶酶体降解，以此减少 LDL 向组织中的内化，增加血液中游离的 LDL 浓度。
有研究报道胆固醇参与主要组织相容性复合物（MHC）的重复利用，MHC 存在于肿瘤细胞表面，介导肿瘤细胞和淋巴细胞的识别和结合。此外，PCSK9 还参与细胞表面多种蛋白的调控。考虑到临床上已经有抑制 PCSK9 的单抗药物，如果能够确定 PCSK9 在肿瘤免疫疗法扮演的角色，这一研究会有非常高的临床转化价值。
研究思路
近日，《Nature》刊登了题为「Inhibition of PCSK9 potentiates immune checkpoint therapy for cancer」的文章，这项研究发现，抑制调节胆固醇代谢的重要蛋白 PCSK9，可以促进 T 细胞向肿瘤组织内部侵润，增强肿瘤免疫检检查点疗法的治疗效果。
研究背景
当肿瘤发生时，体内的 T 细胞会启动免疫应答，增殖分化进而对肿瘤细胞进行攻击，而当 T 细胞增殖到一定程度，会释放检查点信号，如 PD-1,CTLA-4，在这些信号的作用下 T 细胞会停止增殖和免疫活动，开始凋亡。免疫检查点疗法的策略是抑制检查点信号分子，使 T 细胞可以持续地识别清除肿瘤细胞。
PCSK9（前蛋白转化酶枯草溶菌素）存在于细胞表面，参与胆固醇的代谢调节，其主要作用是将低密度脂蛋白（LDL）的受体（LDLR）转运至溶酶体降解，以此减少 LDL 向组织中的内化，增加血液中游离的 LDL 浓度。
有研究报道胆固醇参与主要组织相容性复合物（MHC）的重复利用，MHC 存在于肿瘤细胞表面，介导肿瘤细胞和淋巴细胞的识别和结合。此外，PCSK9 还参与细胞表面多种蛋白的调控。考虑到临床上已经有抑制 PCSK9 的单抗药物，如果能够确定 PCSK9 在肿瘤免疫疗法扮演的角色，这一研究会有非常高的临床转化价值。
研究思路
研究结果
①
运用 CRISPR-Cas9 技术在小鼠乳腺癌（4T1）等肿瘤细胞系中敲除 PCSK9，发现 PCSK9 缺陷不影响肿瘤细胞在体外的生长和形态，但在小鼠体内的成瘤水平明显下降，荷瘤小鼠的生存率和生存时间都明显改善。
进一步实验发现，PCSK9 缺陷的肿瘤细胞，在免疫缺陷的荷瘤小鼠体内不会出现相应的变化。这提示 PCSK9 缺陷可能通过提高小鼠对肿瘤细胞的免疫应答而抑制了肿瘤的生长。
②
为了验证 PCSK9 对抗瘤免疫疗法的影响是否通过对胆固醇的代谢调控来实现，研究者们构建了低密度脂蛋白受体（LDLR）缺陷的肿瘤细胞，以及高血液胆固醇水平的小鼠模型，并发现二者对于肿瘤细胞的成瘤能力和 PCSK9 缺陷对成瘤的抑制水平都没有影响，提示胆固醇并没有参与这一免疫过程。
研究者们继而发现，肿瘤中的 PCSK9 缺陷和抑制 PCSK9 的单抗药物 evolocumab 都可以协同增强 anti-PD1 的免疫治疗效果。
③
荧光染色和流式细胞的检测结果显示，PCSK9 缺陷的肿瘤内，T 细胞的侵润程度更高，承担抗瘤免疫功能的细胞毒性 T 细胞（cytotoxic T lymphocytes，CTL）尤其增多；针对肿瘤细胞表面 T 细胞受体（T cell receptor，TCR）的测序分析发现，PCSK9 缺陷的肿瘤细胞的 TCR 克隆多样性和数量都明显增加。
此外，研究者们发现小鼠脾脏中的各类 T 细胞相对对照组动物并没有明显增加。这些结果提示 PCSK9 缺陷促进了对 T 细胞的招募。
④
T 细胞对肿瘤细胞的侵润需要 MHC 的介导，研究者验证了 PCSK9 对 MHC I 的调节方式。分别在肿瘤细胞中过表达和敲除 PCSK9，再用荧光染色技术检测 MHC 中的重要蛋白 H2-K1 在细胞中的定位。
结果显示，当 PCSK9 过表达时，H2-K1 大多存在于溶酶体中，而当 PCSK9 缺陷时，H2-K1 则更更多的分布在细胞膜表面。这提示，与介导 LDLR 到溶酶体降解过程相似，PCSK9 会在细胞膜结合 H2-K1，并将其转运至溶酶体降解
结论和亮点
PCSK9 会将肿瘤细胞表面的 MHC I 介导至溶酶体降解，从而降低肿瘤细胞表面对 T 细胞的抗原递呈，减弱 T 细胞的免疫应答水平。通过基因敲除和单抗抑制 PCSK9 都可以提高肿瘤细胞 MHC I 表达，招募更多的 T 细胞浸润到肿瘤组织内部，从而对肿瘤形成有效杀伤。
在针对免疫抗瘤的研究中，PCSK9 并不是经典的作用靶点，这项研究则提供了新的依据和角度；鉴于目前已有获得临床批准的抑制 PCSK9 药物，此项研究有着巨大的临床转化的前景。
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