免疫治疗发展迅速 ， 重磅研究层出不穷 。 在和恶性肿瘤斗智斗勇的过程中 ， 研究者们逐渐发现部分恶性肿瘤可以通过多种途径抵抗免疫治疗药物的作用 ， 影响细胞过继疗法的效果 。
由于细胞外基质蛋白的异常产生和交联 ，肿瘤组织通常比正常组织更硬 ， 但单个肿瘤细胞通常比非恶性肿瘤细胞更软[1,2] 。 细胞柔软度是一种生物力学特性 ， 目前研究已经证明 ， 肿瘤细胞的硬度降低与癌细胞的转化、恶性和转移有关[3] 。
近日 ， 来自瑞士洛桑联邦理工学院的唐力教授和Mahmut Selman Sakar教授领衔研究团队在 Nature Biomedical Engineering 上发表了重要研究成果 。 他们发现 肿瘤细胞膜胆固醇富集 ， 硬度减低 ， 对T细胞介导的细胞毒性产生抵抗；胆固醇耗竭可增加肿瘤细胞硬度 ， 继而增强T细胞介导的肿瘤细胞杀伤作用[4] 。
该研究 首次提出了物理免疫检查点的概念 ， 扩展了免疫检查点的范畴 ， 这一新的发现可用于新一代靶向治疗的开发 ， 提高肿瘤免疫治疗的有效性 。


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▲ 文章封面
目前研究人员寻找新的免疫检查点的工作主要在生物化学信号方面 ， 涉及生物力学信号方面的潜在抑制途径的研究较少 ， 如靶细胞硬度等 。 研究证明 ， 肿瘤细胞硬度的降低是由于细胞骨架网络和质膜的软化[5] 。 靶细胞表面的物理特性可能会影响肿瘤细胞与T细胞间的相互作用[6] 。 然而 ，癌症细胞硬度在逃避免疫监测中的作用仍不明确 。
T细胞可以在免疫突触上施加力量 ， 增强对靶细胞的细胞毒性[7] 。 当 T细胞接触到表面硬度较低的基质表面或靶细胞时 ， 细胞骨架力和效应细胞因子的产生大大减少[8,9] 。 受这些研究结果的启发 ， 研究人员假设肿瘤细胞利用细胞硬度减低作为一个物理免疫检查点 ， 通过削弱T细胞的机械力来抵抗T细胞介导的细胞毒性 。
研究人员首先通过Filipin III染色和胆固醇含量检测 ， 证明了 小鼠和人类肿瘤组织及从这些组织中分离出来的肿瘤细胞、小鼠T淋巴瘤细胞系的胆固醇水平显著增高 。
甲基化-β-环糊精（MeβCD）是一种在临床中广泛使用的药物增溶剂 ， 有报道称其可以清除胆固醇 。 体内体外实验证明 ，MeβCD可以降低肿瘤细胞质膜胆固醇富集 ， 但对癌细胞的生存能力和凋亡没有直接影响 。


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▲ 肿瘤细胞质膜富含胆固醇
为了检验膜胆固醇水平是否影响肿瘤细胞的力学特性 ， 研究人员使用多种方法测量细胞硬度后发现 ， 与未处理的细胞相比 ， 添加胆固醇的细胞表面硬度显著降低、变形性显著增加 ， 而胆固醇耗竭则可显著增加细胞表面硬度 。 这些结果表明 ，在质膜上增加胆固醇有助于肿瘤细胞软化 ， 通过MeβCD干预耗竭胆固醇可以增加肿瘤细胞的硬度 。


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▲ 细胞硬度和膜胆固醇水平之间的关系示意图
体外实验证明 ，当添加外源胆固醇时 ， B16F10细胞的存活率较高 ， 表明肿瘤细胞硬度降低可以作为一种物理抑制途径 ， 影响T细胞介导的杀伤作用 。 体内实验验证了这一结果 ， 值得注意的是 ， 单独服用胆固醇对治疗小鼠的肿瘤生长或存活率没有影响 。


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【免疫|《自然》子刊：癌细胞“以柔克刚”，物理免疫检查点“横空出世”！】