项目文章

Nature Cancer | 揭示CD300ld-PS互作介导PMN-MDSCs免疫新机制,提供肿瘤免疫治疗新范式

前言

2026年5月,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心赵允课题组博后王超雄老师在 Nature Cancer(IF=28.50 )上发表了题为 “CD300ld on pathologically activated neutrophils promotes tumor immune suppression by binding phosphatidylserine on CD8+ T cells” 的文章,该研究揭示 CD300ld 在病理激活的中性粒细胞(PMN-MDSCs)上通过结合 CD8+ T 细胞表面暴露的磷脂酰丝氨酸(PS)介导直接接触依赖的免疫抑制,从而促进肿瘤免疫逃逸;CD300ld 缺失或其关键 PS 结合位点(C62、D116)突变可减弱 PMN-MDSC 对 CD8+ T 细胞的抑制作用,增强肿瘤浸润性 T 细胞活性,并在小鼠皮下及自发性肿瘤模型中抑制肿瘤生长;中和 CD300ld–PS 结合的抗体可进一步改善抗 PD-1 治疗效果,提示 CD300ld–PS 轴是一条可被靶向的肿瘤免疫检查点通路,可能为克服免疫治疗耐药提供新策略,用于解析肿瘤微环境中中性粒细胞及 T 细胞互作机制。欧易生物提供了单细胞测序(scRNA-seq)服务

发表期刊:Nature Cancer

影响因子:28.50

涉及的欧易生物服务产品:单细胞转录组测序

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研究背景

肿瘤免疫治疗虽在多种癌症中取得突破,但临床上仍面临耐药和疗效有限的困境,其主要原因之一是肿瘤微环境中病理激活的中性粒细胞(PMN-MDSCs)诱导 CD8+ T 细胞耐受,从而形成强大的免疫抑制屏障。尽管已有研究表明中性粒细胞与 T 细胞之间的直接接触对于免疫抑制至关重要,但介导这一细胞间相互作用的分子机制尚不明确,阻碍了针对该免疫抑制轴的精准干预策略的开发。该研究发现 CD300ld 在 PMN-MDSCs 上高表达,并通过结合 CD8+ T 细胞表面的磷脂酰丝氨酸(PS)介导接触依赖性抑制,揭示了中性粒细胞驱动肿瘤免疫逃逸的关键分子机制。CD300ld 缺失或其关键 PS 结合位点突变不仅削弱了 PMN-MDSC 的免疫抑制功能,还增强了 T 细胞活性并抑制肿瘤生长,为免疫检查点治疗提供了潜在的新靶点,提示靶向 CD300ld–PS 通路可能成为克服免疫耐药、改善肿瘤免疫治疗效果的重要策略。


技术路线

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关键发现与实验结论

Result 1 CD300ld是一种钙离子依赖的PS特异性受体



CD300ld是一种以钙离子依赖方式特异性结合磷脂酰丝氨酸(PS)的新型受体。结构分析表明其IgV结构域及关键残基C62/D116是PS识别所必需的,突变后结合能力完全丧失。

  •  AlphaFold3筛选114种脂质预测PS为高亲和力配体,脂质斑点杂交和脂质体pull-down实验证实CD300ld-ECD–Fc仅结合PS而不结合其他脂质(Fig. 1c–d)。

  •  SPR实验显示CD300ld-ECD–Fc与PS脂质体特异性结合,EDTA或annexin V可阻断该互作(Fig. 1e–f)。

  • 原代中性粒细胞中WT细胞PS结合信号强于CD300ld-KO细胞(Fig. 1g)。分子动力学模拟结合定点突变证实C62和D116是PS结合的关键残基,突变后完全丧失结合能力(Fig. 1h–j)。

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图1 CD300ld 特异性识别磷脂酰丝氨酸的分子与细胞学验证


Result 2 CD300ld 通过 PS 结合促进肿瘤生长并调控 TME 中免疫细胞组成



CD300ld依赖其PS识别功能促进肿瘤进展并介导PMN-MDSC的免疫抑制活性。PS竞争性抑制剂或PS结合缺陷突变均可阻断这一促肿瘤效应。

  •  PMN-MDSC特异性CD300ld-KO小鼠接种B16-F10后肿瘤生长受损,PMN-MDSC减少而CD8+ T细胞浸润增加(Extended Data Fig. 3a,b)。

  • PS竞争剂annexin V处理WT小鼠肿瘤生长受到抑制,但在CD300ld-KO小鼠中仅微弱效果;PS靶向抗体bavituximab结果类似(Fig. 2a, Extended Data Fig. 3d–e)。

  • WT CD300ld-ECD–Fc可抑制肿瘤生长并减少PMN-MDSC浸润,而PS结合缺陷突变体(C62A/D116A)完全丧失治疗效果(Fig. 2b)。C62A/D116A点突变小鼠在B16-F10、TC-1、MC38及HCC模型中均表现为肿瘤生长减缓、CD8+ T细胞增加、PMN-MDSC减少,且突变体PMN-MDSCs对T细胞增殖的抑制能力减弱(Fig. 2d–l)。

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图2 CD300ld 通过识别 PS 促进肿瘤进展及调控肿瘤微环境中免疫细胞组成的体内实验结果

Result 3  CD300ld 通过识别表面 PS^high 的 CD8+ T 细胞介导 PMN-MDSC 的直接接触,从而促进局部免疫抑制



CD300ld 不通过 PS 激活 PMN-MDSC 功能,而是通过 PS 保留 PMN-MDSC 在肿瘤微环境中。肿瘤或活化 CD8+ T 细胞表面暴露的 PS 可被 CD300ld 识别,促进 PMN-MDSC 与 CD8+ T 细胞的直接接触。CD300ld–PS 介导的细胞间接触是局部免疫抑制的关键机制,增强 PMN-MDSC 对 CD8+ T 细胞的耐受性而不改变其固有免疫抑制能力。

  • PS 不直接激活 PMN-MDSC:用 PS 脂质体处理 PMN-MDSC,无论体外还是肿瘤上清对其免疫抑制活性无显著影响(Extended Data Fig. 4a–d)。

  • 肿瘤细胞表面 PS 保留 PMN-MDSC:Tmem30a-KO 肿瘤细胞表面 PS 暴露增加,招募更多 PMN-MDSC;在 CD300ld 缺失小鼠中此效应消失(Extended Data Fig. 5c–g)。

  • CD300ld–PS 介导 PMN-MDSC 与 CD8+ T 细胞接触:SrtA 生物标记和 IBFC 显示,PShigh CD8+ T 细胞与 PMN-MDSC 的接触依赖 CD300ld,并且空间上相互靠近(Fig. 3c–n)。

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图3 CD300ld-PS互作介导PMN-MDSCs与PShigh CD8+ T细胞的直接物理接触

Result 4 CCK信号调控生殖细胞减数分裂并抑制性腺体细胞凋亡



CD300ld 在 PMN-MDSCs 上介导与 PShigh CD8+ T 细胞的直接接触,是其抑制 T 细胞功能的关键机制。缺失 CD300ld 可增强 PShigh CD8+ T 细胞的活化、增殖和效应功能,同时降低其耗竭表型。PMN-MDSCs 的免疫抑制依赖 ROS 产生,并通过 CD300ld 介导的细胞–细胞接触调控 CD8+ T 细胞的 CD3ζ 表达及杀伤能力。

  • 体内观察:在 B16-F10 和 MC38 肿瘤模型中,CD300ld KO 增加肿瘤浸润的 PShigh CD8+ T 细胞比例,并显示更高 IFNγ、Gzmb、Ki67 表达以及降低 PD1、Tim3 耗竭标志;而 PSlow CD8+ T 细胞未见显著变化。

  • 单细胞转录组分析:PShigh CD8+ T 细胞在 CD300ld-KO 肿瘤中表现为效应和增殖亚群比例增加、终末耗竭亚群减少;轨迹分析显示缺失 CD300ld 可促使活化 T 细胞向效应命运分化。

    功能验证:体外共培养和体内 T 细胞转移实验显示,CD300ld KO PMN-MDSCs 对 PShigh CD8+ T 细胞的抑制明显减弱,恢复其杀伤能力;ROS 抑制剂 NAC 可模拟 CD300ld 缺失的抑制减弱效应,验证抑制依赖接触和 ROS。

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图4 PMN-MDSCs通过CD300ld抑制PShigh CD8+ T细胞效应功能

Result 5 CD300ld阻断抗体 L14 重塑肿瘤微环境并增强 CD8+ T 细胞抗肿瘤活性



CD300ld 的免疫抑制作用可以通过针对 CD300ld 的纳米抗体 L14 有效阻断,从而增强 CD8+ T 细胞的抗肿瘤功能。L14 抗体在多种肿瘤模型中抑制肿瘤生长、重塑肿瘤微环境并增加 PShigh CD8+ T 细胞比例,显示良好的体内疗效。L14 抗体与免疫检查点抑制(ICB)联合使用可产生协同抗肿瘤效果,能够延长生存并在部分小鼠中实现完全缓解。

  • CD300ld.L14 纳米抗体具有纳摩尔水平的高亲和力,特异性结合 CD300ld 并阻断CD300ld–PS 相互作用,从而减少 PMN-MDSC 与 CD8+ T 细胞的接触。 

  • 在 B16-F10、HCC 和 Renca 肿瘤模型中,L14 抗体治疗可以降低肿瘤负荷,增加 CD8+ T 细胞浸润,并提升 PShigh CD8+ T 细胞比例,且在 Renca 模型中 27% 小鼠实现完全缓解并对复挑战产生耐受性。 

    L14 抗体联合抗-PD1 治疗在 B16-F10 和 MC38 肿瘤模型中表现出增强抗肿瘤效果,包括延缓肿瘤生长、提高生存率以及促使部分小鼠实现完全缓解。 

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图5 CD300ld–PS 相互作用阻断抗体 L14 抑制肿瘤生长并促进 CD8+ T 细胞功能增强


Result 6 靶向人 CD300LD 可增强 PShigh CD8+ T 细胞抗肿瘤活性并改善临床疗效潜力



CD300LD 通过与 PS 的相互作用调控 PMN-MDSC 与 PShigh CD8+ T 细胞的接触,从而抑制 T 细胞的抗肿瘤功能。靶向 CD300LD 的阻断抗体(L14-1)可增强 PShigh CD8+ T 细胞浸润和效应活性,抑制肿瘤生长,并具有潜在的临床应用价值。

  • D115 是 CD300LD 与 PS 相互作用的关键位点;D115A 突变可以降低 PS 结合能力,并在 huLD-D115A 小鼠中减少肿瘤生长及 PMN-MDSC 浸润,同时增加 PShigh CD8+ T 细胞比例。

  • CD300LD-L14-1 抗体经过优化可有效阻断人 CD300LD 与 PS 的相互作用,在 huLD 小鼠中能够抑制肿瘤生长并重塑肿瘤微环境(增加 CD8+ T 细胞,降低 PMN-MDSC)。

  • 临床数据分析显示 CD300LD 表达与 PShigh CD8+ T 细胞活性呈负相关,高 CD300LD 消除了 PShigh 签名的生存优势,提示 CD300LD 可作为免疫检查点治疗的潜在生物标志物。


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图6 CD300LD-D115位点决定 PS 识别,阻断抗体 L14-1 促进人 CD8+ T 细胞介导的抗肿瘤免疫


研究结论

这篇研究揭示了 CD300LD 在肿瘤免疫微环境中的关键调控作用。研究表明,CD300LD 通过与磷脂酰丝氨酸(PS)相互作用,促进免疫抑制性 PMN-MDSC 对 PShigh CD8+ T 细胞的抑制,从而削弱 T 细胞的抗肿瘤活性。通过阻断 CD300LD 或针对关键位点的抗体干预,可重塑肿瘤微环境,增强 CD8+ T 细胞功能,抑制肿瘤生长,并改善免疫治疗效果。该工作不仅阐明了 CD300LD–PS 信号轴在免疫逃逸中的分子机制,也为开发新型肿瘤免疫治疗策略提供了重要依据,提示 CD300LD 既是潜在治疗靶点,也可作为预测免疫治疗响应的生物标志物,具有显著的临床转化价值。


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