表觀轉錄因子 PCIF1 調控 CD8+ T細胞鐵死亡與激活，為腫瘤免疫治療開辟新靶點

《The epitranscriptional factor PCIF1 orchestrates CD8+ T cell ferroptosis and activation to control antitumor immunity》是 2025 年發(fā)表在《Nature Immunology》上的一篇文章， PCIF1是一種表觀轉錄因子，通過調控RNA的m6A_m修飾，在CD8⁺T細胞的抗腫瘤免疫反應中發(fā)揮關鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，PCIF1在CD8⁺T細胞中具有抑制性作用，其缺失能夠增強T細胞的抗腫瘤活性，從而提高免疫治療的效果。

一、         研究背景

近年來，T細胞免疫療法作為一種新興的細胞免疫療法，在癌癥治療領域取得了顯著的突破，為患者帶來了新的希望。然而，目前的治療效果在持久性方面仍存在一定的局限性，需要深入探究其內在分子機制以進一步優(yōu)化治療方案。研究發(fā)現(xiàn)，通過靶向關鍵的轉錄或表觀轉錄因子，可以顯著增強T細胞的抗腫瘤功能，從而提升免疫治療的整體效果。

表觀轉錄組學作為當前生物學領域的一個新興分支，主要聚焦于RNA修飾及其在基因表達調控中的重要作用。其中，m6Am（N6,2'-O-二甲基腺苷）作為一種重要的RNA修飾，是真核生物mRNA帽端的修飾之一。在生物學過程中，m6Am修飾在基因表達調控中扮演著關鍵角色，它可以影響mRNA的穩(wěn)定性、翻譯效率以及剪接等過程，從而精細地調控基因表達。

在該篇文章中，研究人員發(fā)現(xiàn)m6A_m修飾通過 PCIF1 這一甲基轉移酶來實現(xiàn)，PCIF1 催化 m6A_m沉積在 mRNA 的 5' 端，從而調控基因表達。研究發(fā)現(xiàn)，Pcif1 缺失會導致 m6Am 修飾的靶基因（如鐵死亡抑制基因 Fth1、Slc3a2 和 T 細胞激活基因 Cd69）表達增加，進而賦予 CD8+ T細胞對鐵死亡的抗性和增強其激活能力，最終增強抗腫瘤免疫反應。

二、         研究結果

1)       提高 Pcif1 基因缺失小鼠的腫瘤免疫力

為探究PCIF1在體內調控抗腫瘤免疫的生理作用，研究人員構建了全身性Pcif1敲除小鼠（Pcif1 KO），通過將Pcif1^fl/fl小鼠與CAG-Cre轉基因小鼠雜交，刪除Pcif1基因15個編碼外顯子中的10個（外顯子5-14），在C57BL/6背景下生成Pcif1 KO小鼠。分子檢測證實其脾臟、肺、心臟和肝臟中Pcif1蛋白缺失，且該敲除小鼠在8周齡時體重、肝功能、血常規(guī)及T細胞亞群組成與野生型（WT）小鼠均無顯著差異，表現(xiàn)出正常生存能力和繁殖能力。進一步通過LLC、B16-F10和MC38同基因腫瘤模型發(fā)現(xiàn)，Pcif1 KO小鼠的腫瘤生長速度顯著減緩，生存期顯著延長，表明Pcif1缺失可抑制多種腫瘤模型的生長并延長宿主存活時間。

2)       Pcif1 KO 可通過 CD8+ T_eff細胞提高抗腫瘤免疫力

為探究PCIF1在抗腫瘤免疫中的作用，研究人員構建了全身性Pcif1 KO和T細胞特異性敲除小鼠（Pcif1 cKO）。通過scRNA-seq和流式細胞術分析發(fā)現(xiàn)，Pcif1缺失顯著增加TME中CD8+ T細胞比例及效應細胞因子IFNγ、TNF、Gzmb分泌，并促進PD-1⁺Tcf-1⁺干性、CD69⁺CD103⁺CD8⁺組織駐留記憶T細胞的富集，同時減少耗竭型PD-1⁺Tim3⁺CD8⁺T細胞。選擇性耗竭實驗證實，CD8⁺T細胞是Pcif1 KO小鼠腫瘤生長抑制的關鍵因素。T細胞特異性敲除模型進一步驗證，Pcif1缺失通過增強T細胞抗腫瘤免疫應答，顯著抑制LLC腫瘤和B16-F10黑色素瘤的生長并延長生存期。這些發(fā)現(xiàn)為以下觀點提供了證據(jù)：TME 中腫瘤浸潤 CD8⁺T_eff細胞的增加有助于增強 Pcif1 cKO 小鼠的抗腫瘤免疫反應。

3)       PCIF1 通過 m⁶A_m修飾調節(jié) CD8⁺T 細胞活化

研究發(fā)現(xiàn)，Pcif1 缺失通過增強 TCR信號通路活性顯著提升 CD8⁺T 細胞的體外激活水平及細胞毒性功能，Pcif1 KO小鼠 CD8⁺T 細胞在抗CD3/CD28 抗體刺激后，活化標志物 CD69 的表達量及效應因子 IFNγ、TNF、Gzmb 的分泌水平均顯著高于WT細胞，且 TCR 通路關鍵分子 LCK 和 LAT 的磷酸化水平顯著增強。進一步機制研究表明，Pcif1 的 m?A_m甲基轉移酶活性是其抑制 CD8⁺T 細胞激活的關鍵，催化失活突變體（Asn552Ala）無法逆轉 Pcif1 敲除導致的 CD8+ T細胞過度活化，而野生型 Pcif1 的異位表達可有效恢復細胞因子分泌及 mRNA 表達水平，這些結果表明，PCIF1 主要通過其 m⁶A^m甲基轉移酶活性抑制 CD8⁺T 細胞的活化。

4)       鑒定 CD8⁺T 細胞中的 Pcif1 下游靶標

研究揭示了PCIF1通過其m?A_m甲基轉移酶活性調控CD8⁺T細胞激活與鐵死亡的機制。代謝標記與TMT-MS分析顯示，Pcif1敲除CD8⁺T細胞整體蛋白翻譯未顯著變化，但有312個差異表達蛋白，涉及鐵死亡和T細胞毒性通路。m?A_m測序確認Pcif1敲除使m?A_m水平下降，影響特定靶點如Fth1、Slc3a2和Cd69的蛋白表達，但mRNA水平不變，表明翻譯調控。PRM、WB和RIP實驗進一步證實Pcif1通過m?A^m修飾抑制這些蛋白的翻譯。盡管CTBP2在其他情境下參與m?A_m調控，但在CD8⁺T細胞中非必需。IP-MS分析發(fā)現(xiàn)Pcif1與蛋白質翻譯和mRNA加工相關因子相互作用。功能實驗表明，Pcif1缺失使CD8+ T細胞鐵含量降低、GSH和胱an酸水平升高，增強對鐵死亡誘導劑的抵抗力，主要通過上調Fth1和Slc3a2等基因的蛋白表達實現(xiàn)。綜上研究結果表明，Pcif1缺失主要通過增強Fth1和Slc3a2等鐵死亡調控基因的表達來減少CD8⁺T細胞的鐵死亡。

5)       Pcif1 缺乏可增強 PD-1 阻斷和 CAR-T 細胞療法的效果

研究發(fā)現(xiàn)，T細胞中Pcif1的缺失通過抑制鐵死亡并增強CD8+ T細胞的激活，顯著提升了抗腫瘤免疫應答。在小鼠模型中，Pcif1條件性敲除小鼠的腫瘤對抗PD-1免疫治療的敏感性顯著增強，表現(xiàn)為腫瘤生長抑制、生存期延長及腫瘤浸潤CD8⁺T細胞增多。進一步研究表明，Pcif1缺失通過m?A_m甲基轉移酶活性調控Fth1、Slc3a2等基因的翻譯，減少鐵死亡并增強T細胞效應功能。在CAR-T細胞治療中，Pcif1敲除的CD8⁺CAR-T細胞（尤其是靶向CD19的CAR-T）在LLC-hCD19、MC38-hCD19等腫瘤模型中表現(xiàn)出更強的抑瘤活性，其機制與鐵死亡抑制及效應因子IFNγ、TNF、Gzmb分泌增加相關。挽救實驗證實，下調Fth1或Slc3a2可逆轉Pcif1敲除CAR-T細胞的鐵死亡特征并減弱其抗腫瘤效果，表明Pcif1通過調控鐵死亡通路增強CD8⁺T細胞功能。

6)       T 細胞中PCIF1 的低表達可增強對 ICI 和 CAR-T 療法的敏感性

研究人員發(fā)現(xiàn)，黑色素瘤患者腫瘤浸潤CD8⁺T細胞中PCIF1低表達提示對ICI治療反應更佳；B細胞惡性腫瘤患者治療前T細胞PCIF1低表達者接受抗CD19 CAR-T治療后生存期顯著延長；口腔鱗狀細胞癌患者中，抗PD-1治療應答者的淋巴細胞浸潤區(qū)PCIF1表達顯著低于無應答者，且其腫瘤微環(huán)境中CD8⁺T細胞和GzmB陽性細胞顯著增多。PCIF1通過調控腫瘤微環(huán)境中浸潤性細胞毒性CD8⁺T細胞數(shù)量影響免疫治療效果。

三、         結論

該項研究揭示了PCIF1通過m6A_m修飾調控CD8⁺T細胞活化和鐵死亡的分子機制，并證明了PCIF1敲除能夠顯著增強抗腫瘤免疫反應和免疫療法的效果。這一發(fā)現(xiàn)不僅為理解表觀轉錄組在免疫調控中的作用提供了新視角，還為開發(fā)新型癌癥免疫療法提供了重要的理論依據(jù)和潛在靶點。未來的研究將進一步探索PCIF1的臨床應用價值，推動免疫療法在癌癥治療中的突破。