【原】EMBO J丨腫瘤細(xì)胞外囊泡摻雜內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒影響免疫系統(tǒng)的腫瘤抗原識(shí)別

hzangs 2024-01-03 發(fā)布于上海

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細(xì)胞分泌細(xì)胞外囊泡（EVs）和非囊泡細(xì)胞外納米顆粒（NVEPs或ENPs），在細(xì)胞間通訊中發(fā)揮作用。然而，腫瘤細(xì)胞內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒可能會(huì)隨著細(xì)胞外囊泡同時(shí)被分離，對樹突狀細(xì)胞的功能產(chǎn)生不同影響。腫瘤來源的不同EVs被認(rèn)為能夠誘導(dǎo)抗原呈遞細(xì)胞的免疫啟動(dòng)或免疫抑制。這種差異的功能是由EV亞型和ENPs中組成成分的不確定而引起的。

來自法國巴黎文理研究大學(xué)的研究人分離了小鼠腫瘤細(xì)胞系分泌的EVs和ENPs，在許多腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的EV制備中鑒定出內(nèi)源性小鼠白血病病毒的病毒樣顆粒（VLPs）。在對EVs與VLPs和ENPs精準(zhǔn)分離后發(fā)現(xiàn)，小型EVs和大型EV/VLP特異性誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞免疫功能上有不同的表現(xiàn)。相關(guān)內(nèi)容以“Extracellular vesicles and co-isolated endogenous retroviruses from murine cancer cells differentially affect dendritic cells”為題發(fā)表于12月11日的國際著名分子和細(xì)胞生物學(xué)期刊EMBO Journal上。

細(xì)胞間通訊在所有組織中都至關(guān)重要，尤其是在腫瘤微環(huán)境中，腫瘤細(xì)胞必須作用于周圍的基質(zhì)和免疫細(xì)胞最終形成實(shí)體腫瘤。細(xì)胞可以通過可溶的分泌因子與細(xì)胞外介質(zhì)進(jìn)行通信，還可以通過細(xì)胞外囊泡（EVs）和其他非囊泡的細(xì)胞外納米顆粒（NVEPs，在這里縮寫為ENPs）進(jìn)行通信。在過去的幾年中，新型EVs的分離和檢測技術(shù)的發(fā)展增加了我們對EVs/ENPs的異質(zhì)性的了解，并強(qiáng)調(diào)了非囊泡的細(xì)胞外顆粒的新亞型的存在，如exomeres、supermeres和超分子攻擊顆粒（supramolecular attack particles）。然而，除了后者顯示殺傷活性外，對這些新發(fā)現(xiàn)顆粒的生物學(xué)功能仍知之甚少。此外，大多數(shù)情況下，我們所看到的EVs的功能實(shí)際上是各種EV亞型（混合的內(nèi)源體釋放的外泌體exosomes和質(zhì)膜源性的ectosomes）、ENPs和其他被統(tǒng)稱為污染物的成分（可溶蛋白質(zhì)、脂蛋白等）的混合物所引起的，因此需要明確每種EV和ENP亞型的特定屬性和功能。

病毒感染為囊泡分泌物帶來了額外的復(fù)雜性。病毒依賴于宿主細(xì)胞的生物過程來生存并形成病毒顆粒。特別是，包膜病毒被包裹在宿主細(xì)胞源的脂質(zhì)雙層膜中，在HIV的情況下，會(huì)使用EV形成機(jī)制形成。因此，作為不具備復(fù)制自主能力的細(xì)胞源脂質(zhì)雙層封閉顆粒，包膜病毒可以被視為EVs的一種亞型。此外，病毒感染還導(dǎo)致與病毒一起產(chǎn)生非傳染性顆粒，其中包含病毒組分，包括衣殼（稱為病毒樣顆粒，VLPs），并修改內(nèi)源EVs的數(shù)量和組成，這些EVs也可能包含病毒組分。內(nèi)源逆轉(zhuǎn)錄病毒（ERVs）是包膜病毒顆粒和修改的內(nèi)源EVs的潛在來源。ERVs插入到高等生物的基因組中，但不一定是病理過程的一部分，因?yàn)樗鼈兺ǔＪ峭蛔兓虮灰种频模虼瞬荒苄纬蓚魅拘圆《绢w粒。然而，在生理或病理?xiàng)l件下，它們的傳染性可以恢復(fù)，例如在免疫缺陷模型或小鼠腫瘤中。

在腫瘤微環(huán)境中，腫瘤細(xì)胞通過EVs和ENPs的作用部分促使基質(zhì)和免疫系統(tǒng)周圍細(xì)胞發(fā)生變化。然而，腫瘤細(xì)胞釋放的EVs/ENPs對免疫系統(tǒng)的實(shí)際影響存在爭議：有證據(jù)顯示由腫瘤抗原轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的免疫應(yīng)答激活，反之亦然，存在免疫抑制功能。這種差異可能是由于這些研究中使用的不同分離方法和條件，導(dǎo)致了異質(zhì)EVs、ENPs和相關(guān)污染物的不同組合，每種組合都具有其特定且有時(shí)是對立的功能。

腫瘤源性EVs（內(nèi)源或通過生物工程制備）可以攜帶產(chǎn)生細(xì)胞的抗原，這些抗原可以是原生的，也可以是以MHC-I復(fù)合物形式呈現(xiàn)在EV膜上的肽段，并將其轉(zhuǎn)移到樹突狀細(xì)胞（DCs），從而引發(fā)T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤反應(yīng)和腫瘤排斥反應(yīng)。未成熟的DCs監(jiān)測外周組織并具有高攝取能力。一旦它們捕獲到抗原并感知到微環(huán)境，它們最終可以成熟并遷移到淋巴結(jié)，特別是如果它們檢測到損傷、病原體或炎癥分子。在那里，它們可以激活或耐受T細(xì)胞，這取決于感知到的信號。除了含有抗原外，有人提出EVs具有固有佐劑效應(yīng)，這是由于存在損傷相關(guān)分子模式（DAMPs），這可能解釋了為什么EVs在將抗原轉(zhuǎn)移到抗原呈遞細(xì)胞（APCs）方面比可溶蛋白更有效。然而，抗原轉(zhuǎn)移能力或DAMPs是否由所有EV亞型或ENPs攜帶，還是只有一些特定類型，目前尚不清楚。

在這項(xiàng)研究中，研究人員首先通過對來自小鼠乳腺腫瘤細(xì)胞系EO771的EVs和ENPs進(jìn)行表征來說明以上問題。研究人員在制備中發(fā)現(xiàn)了大量的包膜病毒樣顆粒（VLPs），其中包括一些具有傳染能力，確認(rèn)這些VLPs是由內(nèi)源性小鼠白血病病毒（MLV）產(chǎn)生的。在其他12個(gè)腫瘤細(xì)胞系中，也觀察到了病毒gag蛋白或VLPs，但在兩個(gè)肺癌細(xì)胞細(xì)和一個(gè)免疫活化的成纖維細(xì)胞系中未觀察到。研究人員建立了一個(gè)可靠地將VLPs與其他小型EVs和ENPs分離的系統(tǒng)。研究人員通過定量蛋白質(zhì)組學(xué)分析表征了腫瘤顆粒亞型，并分析了它們在體外轉(zhuǎn)移抗原和激活樹突狀細(xì)胞的能力。結(jié)果顯示，ENPs捕獲效率較低，且不影響樹突狀細(xì)胞。VLP缺失的小型EVs在誘導(dǎo)特異性免疫反應(yīng)方面有限。相反，大型EVs和VLPs的混合物顯示了最高的免疫激活潛力，誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞成熟和抗原呈遞效果最好?？偟膩碚f，這項(xiàng)研究重新評估了小鼠腫瘤產(chǎn)生的非病毒EVs和VLPs的相對比例和功能，以及它們對腫瘤進(jìn)展的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：Extracellular vesicles and co-isolated endogenous retroviruses from murine cancer cells differentially affect dendritic cells. EMBO J. 2023;42(24):e113590.