RNA結合蛋白（FMRP）高表達促進腫瘤細胞的免疫逃逸
腫瘤細胞在和宿主免疫系統的斗爭過程中，進化出各種機制，來逃避免疫細胞的識別以及殺傷。這也給化療及免疫療法在內的多種腫瘤治療造成了極大的挑戰。近期，洛桑聯邦理工學院的研究人員在腫瘤免疫逃逸的研究取得了新的突破，在《Science》上發表了題為“Aberrant hyperexpression of the RNA binding protein FMRP in tumors mediates immune evasion”的論文。該研究指出脆性X染色體智力遲滯蛋白（Fragile X mental retardation protein，FMRP）的表達上調可促進腫瘤細胞的免疫逃逸。
脆性X染色體智力遲滯蛋白是由FMR1基因編碼的RNA結合蛋白。FMRP在大腦的神經細胞上呈高表達，可以結合并調控數百種神經細胞相關的mRNA的翻譯以及穩定性。近年來，有些研究發現FMRP與腫瘤的潛在關聯：高表達FMRP的腫瘤細胞擴散性、轉移性更強，但FMRP在腫瘤發生及發展中的具體功能以及機制尚不明朗。
研究人員首先利用組織芯片檢測人或小鼠的胰腺癌、結腸癌、三陰性乳腺等腫瘤組織，結果顯示，相對于正常組織，FMRP在腫瘤組織呈高表達（見圖1）。進一步的分析發現，FMRP在腫瘤組織的異常高表達不是由于FMR1基因突變或者擴增，而原癌基因Myc的激活才是導致FMRP在腫瘤中高表達的原因之一。
圖1 FMRP在多種人類/小鼠腫瘤中表達上調
為了探究FMRP高表達在腫瘤進展中發揮的作用，研究人員利用CRISPR-Cas9技術構建了小鼠PDAC腫瘤細胞FMR1基因敲除細胞系，分別將野生型（WT）或FMR1敲除（FMRP-KO）的腫瘤細胞注射至小鼠體內。對比研究發現，在免疫正常的小鼠體內，FMRP-KO可以抑制腫瘤的生長，延長小鼠的總體生存期，而在缺乏T細胞以及B細胞的免疫缺陷鼠中則沒有效果（見圖2）。
圖2 FMRP敲除可以抑制免疫正常小鼠的腫瘤生長，延長生存期
研究人員取免疫正常小鼠的胰腺和結腸腫瘤組織進行染色分析，發現FMRP敲除小鼠的腫瘤被大量CD8+ T細胞浸潤，而WT小鼠的腫瘤基本上未出現浸潤。另外，研究人員對FMRP敲除的胰腺腫瘤進行流式分析，結果顯示，IFNγ、GZMB、TNFα等影響腫瘤微環境的指標在WT和KO型比較差異顯著，這提示FMRP的缺失可能誘發了抗腫瘤的適應性免疫。研究人員使用抗CD8/CD4抗體處理種植FMRP-KO腫瘤的小鼠，發現腫瘤生長基本恢復到和WT腫瘤相近的水平，這提示T細胞是抑制FMRP-KO腫瘤生長的關鍵性免疫細胞。
圖3 CD4+/CD8+ T細胞可引發FMRP-KO腫瘤炎癥
FMRP敲除是如何誘發抗腫瘤免疫的？研究人員發現，關鍵在于腫瘤微環境的變化。為了探索這一變化發生的機制，研究人員對WT和FMRP-KO PDAC腫瘤進行單細胞RNA測序（scRNA-seq），使用已發表的細胞類型特異性基因特征，對兩種細胞進行聚類分析。結果顯示，WT與FMRP-KO腫瘤的細胞組分存在顯著差異。和野生型相比，FMRP-KO腫瘤細胞的比例明顯降低。鑒于FMRP-KO 腫瘤細胞在培養中的增殖能力和在免疫缺陷小鼠中作為腫瘤生長的能力未受損害，這一結果暗示了T淋巴細胞的細胞毒性。另外可以觀察到，浸潤淋巴細胞的占比顯著增加，揭示了CD8+ 和CD4+ T細胞的浸潤可導致FMRP-KO腫瘤生長受損。以上結果進一步證實FMRP-KO腫瘤的微環境完全不同于WT腫瘤。相比于WT腫瘤，FMRP敲除腫瘤中的淋巴細胞，尤其是殺傷性的效應CD8+ T細胞增多，而調節性T細胞大幅減少。盡管FMRP-KO腫瘤中腫瘤細胞數目減少，但是腫瘤細胞與淋巴細胞之間的交流增多，且主要通過CCL配體以及CXCL受體信號通路。進一步機制研究表明，FMRP-KO促使腫瘤細胞高表達 CCL7，進而促進更多CD8+ T浸潤腫瘤并促進其增殖。同時，FMRP-KO腫瘤降低表達IL-33，從而減少ST2受體陽性的調節性T（Treg）細胞浸潤腫瘤而抑制淋巴細胞活性（圖4）。此外，FMRP-KO也被發現間接促使M1巨噬細胞表達促炎癥分子CCL9，從而招募更多CCR5和CXCR3受體陽性的CD8+ T浸潤并殺死腫瘤細胞。
圖4 癌細胞FMRP上調表達缺失對腫瘤微環境的影響
綜上所述，FMRP作為一種RNA結合蛋白，可結合免疫基因相關mRNA并調控其蛋白表達，改變腫瘤微環境中的基因表達和細胞網絡，進而阻止免疫系統對腫瘤的攻擊，促進腫瘤細胞的免疫逃逸。
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